Question

【题目】某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)为原料，制备MgCO3·3H2O。实验流程如下图所示：

（1）为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有_________(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为___________________________________。

（2）加入30%H2O2的目的是__________________________________。

（3）用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+, 萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3+的最佳试剂是_______。

（4）室温下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+浓度小于1×10-6mol/L)而不引入其它杂质，应加入的试剂X为_____________________。

（5）右图为不同反应温度下所得水合碳酸镁的X射线衍射谱图。由图可知，干燥时需控制温度范围为_______，温度较高时MgCO3·3H2O发生转化的化学方程式为_______________________________。

Answer 1

【答案】升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑ MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3将Fe2+氧化为Fe3+ ，便于除去KSCN溶液MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2 CO3293K~313K（313K以下也可）MgCO3·3H2O =Mg5 (OH)2 (CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O

【解析】

（1）为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等，酸溶时废渣中主要成分是碳酸镁和硅酸镁，发生反应的离子方程式为MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑、 MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3 ；（2）溶液中含有亚铁离子，双氧水具有强氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，便于除去；（3）①检验溶液中是否含有Fe2+的最佳试剂是K3[Fe(CN)6]溶液；②萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe的最佳试剂是KSCN溶液；（4）室温下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+浓度小于1×10-6mol/L)而不引入其它杂质，应加入的试剂X为MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3。根据氢氧化铝的溶度积常数可知当铝离子浓度是1×10-6mol/L时，氢氧根的浓度是，又因为pH＝8.5时，Mg(OH)2开始沉淀，所以应调节pH的范围为5.0＜pH＜8.5；（5）根据图像可知超过313K时碳酸镁晶体会发生化学变化，所以干燥时需控制温度范围为293K～313K，温度较高时MgCO3·3H2O发生转化生成Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，反应的化学方程式为5MgCO3·3H2OMg5(OH)2(CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O。