题目内容
14.某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表,请回答下列问题:
| 沉淀物 | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ |
| pH | 3.2 | 5.2 | 12.4 |
(2)滤渣I的主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3.
(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有Na2SO4.
(4)若将MgCl2溶液加热蒸干得到的固体是Mg(OH)2,若要得到MgCl2应采取的操作是在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干.
(5)用稀硫酸酸浸时形成滤渣的离子方程式有MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg(CO3)2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O.
分析 MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3能与硫酸反应,生成了MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3、H2SiO3,其中CaSO4微溶、H2SiO3不溶,形成滤渣;滤液中含有MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,向滤液中加入NaOH溶液,调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;滤液中含有MgSO4、Na2SO4,向溶液中加入NaOH并调节溶液的pH为12.5,镁离子生成Mg(OH)2沉淀,过滤得到滤液Na2SO4溶液,滤渣氢氧化镁,再经过一系列反应得到氯化镁;
(1)“浸出”步骤中,升高温度、搅拌、增大反应物接触时间都能提高镁的浸出率;
(2)滤渣I铁离子、铝离子形成的氢氧化物沉淀;
(3)从滤液Ⅱ中的溶质含有硫酸钠;
(4)氯化镁水解生成盐酸和氢氧化镁,加热促进氯化镁水解;
若要得到MgCl2需要在HCl气流中加热蒸干氯化镁溶液;
(5)稀硫酸和硅酸镁反应生成硅酸沉淀,CaMg(CO3)2和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物.
解答 解:MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3能与硫酸反应,生成了MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3、H2SiO3,其中CaSO4微溶、H2SiO3不溶,形成滤渣;滤液中含有MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,向滤液中加入NaOH溶液,调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;滤液中含有MgSO4、Na2SO4,向溶液中加入NaOH并调节溶液的pH为12.5,镁离子生成Mg(OH)2沉淀,过滤得到滤液Na2SO4溶液,滤渣氢氧化镁,再经过一系列反应得到氯化镁;
(1)“浸出”步骤中,升高温度、搅拌、增大反应物接触时间都能提高镁的浸出率,所以为了提高镁的浸取率,可以采用升高温度、搅拌、多次浸取等方法,
故答案为:升高温度、搅拌、多次浸取等;
(2)滤渣I铁离子、铝离子形成的氢氧化物沉淀,所以滤渣I的成分为Fe(OH)3 Al(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3 Al(OH)3;
(3)从滤液Ⅱ中的溶质含有硫酸钠,所以可以回收利用的物质为Na2SO4,故答案为:Na2SO4;
(4)氯化镁水解生成盐酸和氢氧化镁,加热促进氯化镁水解而得到Mg(OH)2;若要得到MgCl2需要在HCl气流中加热蒸干氯化镁溶液,能抑制氯化镁水解,
故答案为:Mg(OH)2;在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干;
(5)稀硫酸和硅酸镁反应生成硅酸沉淀,CaMg(CO3)2和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶物,离子方程式分别为MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg(CO3)2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O,
故答案为:MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg(CO3)2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O.
点评 本题考查物质制备,为高频考点,涉及物质分离提纯、离子方程式书写、盐类水解、反应速率影响因素等知识点,明确物质性质及其差异性、盐类水解影响因素等知识点是解本题关键,知道流程图中发生的反应、物质分离提纯方法及各物质成分,题目难度中等.
| A. | a气体的相对分子质量一定比b气体的相对分子质量大 | |
| B. | a气体可能是CO,b气体可能是CH4 | |
| C. | A气球中所含气体分子数大于B气球中所含气体分子数 | |
| D. | 充气后,A气球的质量一定大于B气球的质量 |
| A. | 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应 | |
| B. | 用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2 | |
| C. | 用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有0.1 mol电子转移,则生成0.1 mol NaOH | |
| D. | 镀层破损后,镀锌铁板比镀锡铁板更易腐蚀 |