Question

7．以橄榄石（主要成分是Mg₉FeSi₅O₂₀）等为原料生产硅胶、碱式碳酸镁[Mg₂（OH）₂CO₃]的部分工艺流程如图所示：

（1）Mg₉FeSi₅O₂₀中铁元素的化合价为+2，为提高镁的浸出率，可采用的两种主要措施是橄榄石粉碎、不断搅拌混合物渣料II的成分是Fe（OH）₃．
（2）若试剂b是氯碱工业中的某种气体产物，写出加入b后反应的离子方程式2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺．试剂c的用途是调节溶液的pH，比较恰当的物质是Mg（OH）₂或MgO或MgCO₃（写化学式，后同），余液中溶质的主要成分是NaCl．
（3）操作I的名称是过滤、洗涤后再干燥脱水，写出生成碱式碳酸镁（同时有气体生成）的离子方程式2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑．

Answer 1

分析 橄榄石（主要成分是Mg₉FeSi₅O₂₀）加入HCl酸浸，过滤得滤液中含有氯化镁和氯化亚铁，试剂b是氯碱工业中的某种气体产物应为氯气，即在滤液中通入氯气，将氯化亚铁氧化成氯化铁，再用Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃调节溶液的PH值，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，所以试剂c应为Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃，过滤得渣料Ⅱ为Fe（OH）₃，在氯化镁滤液中加纯碱，再加热可得碱式碳酸镁，然后过滤得到碱式碳酸镁，同时得到余液应为NaCl溶液，橄榄石（主要成分是Mg₉FeSi₅O₂₀）加入HCl酸浸，得到的渣料Ⅰ应为含有杂质的二氧化硅等，用氢氧化钠溶液溶解、过滤可得硅酸钠溶液，所以试剂a为氢氧化钠溶液，过滤得到硅酸钠溶液，向其中通入二氧化碳得硅酸沉淀，经过滤、洗涤后再干燥脱水可得硅胶，所以操作Ⅰ为过滤、洗涤后再干燥脱水，据此答题．

解答 解：橄榄石（主要成分是Mg₉FeSi₅O₂₀）加入HCl酸浸，过滤得滤液中含有氯化镁和氯化亚铁，试剂b是氯碱工业中的某种气体产物应为氯气，即在滤液中通入氯气，将氯化亚铁氧化成氯化铁，再用Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃调节溶液的PH值，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，所以试剂c应为Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃，过滤得渣料Ⅱ为Fe（OH）₃，在氯化镁滤液中加纯碱，再加热可得碱式碳酸镁，然后过滤得到碱式碳酸镁，同时得到余液应为NaCl溶液，橄榄石（主要成分是Mg₉FeSi₅O₂₀）加入HCl酸浸，得到的渣料Ⅰ应为含有杂质的二氧化硅等，用氢氧化钠溶液溶解、过滤可得硅酸钠溶液，所以试剂a为氢氧化钠溶液，过滤得到硅酸钠溶液，向其中通入二氧化碳得硅酸沉淀，经过滤、洗涤后再干燥脱水可得硅胶，所以操作Ⅰ为过滤、洗涤后再干燥脱水，
（1）根据化合价代数和为0可知，Mg₉FeSi₅O₂₀中铁元素的化合价为+2价，为提高镁的浸出率，可将橄榄石粉碎、不断搅拌混合物，根据上面的分析可知，渣料II的成分是Fe（OH）₃，
故答案为：+2；橄榄石粉碎、不断搅拌混合物；Fe（OH）₃；
（2）根据上面的分析可知，b为氯气，加入b后反应的离子方程式为2 Fe²⁺+Cl₂=2 Cl^-+2 Fe³⁺，试剂c为Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃，余液中溶质的主要成分是 NaCl，
故答案为：2 Fe²⁺+Cl₂=2 Cl^-+2 Fe³⁺；Mg（OH）₂或 MgO 或MgCO₃；NaCl；
（3）根据上面的分析可知，操作I是过滤、洗涤后再干燥脱水，生成碱式碳酸镁（同时有气体生成）的离子方程式为2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Mg₂（OH）₂ CO₃↓+CO₂↑，
故答案为：过滤、洗涤后再干燥脱水；2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Mg₂（OH）₂ CO₃↓+CO₂↑．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生分析、判断、计算及知识综合运用能力，涉及化学方程式的计算、反应速率影响因素、物质分离和提纯、离子方程式的书写等知识点，明确基本原理、元素化合物性质、物质分离和提纯方法是解本题关键，题目难度不大．