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(09年广东化学·22)(12分)
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:
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沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
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pH |
3.4 |
5.2 |
12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有 (要求写出两条)
(2)滤渣I的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
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①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因: 。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是: 。除去产品中该杂质的方法是: 。
答案:(1)增大硫酸浓度;加热升高温度;边加硫酸边搅拌(要求写出两条)
(2)滤渣Ⅰ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CaSO4、Na2SO4
(4)①该反应的生成物为Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度随温度变化不大,Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而升高。利用两物的溶解度差异,通过加热蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,将Mg(ClO3)2与NaCl分离,制得Mg(ClO3)2。
②因为在相同温度向下NaCl的溶解度最小,所以在冷却结晶过程中,会有少量NaCl随Mg(ClO3)2析出;重结晶。
解析:(1)固体溶解及反应完全的措施一般是加热、振荡或搅拌,或是增大硫酸的浓度,所以答案应该从这些方面分析回答。
(2)从题给信息可以看出pH调到5.5应该Fe3+和Al3+沉淀完全,所以沉淀应该是氢氧化铁和氢氧化铝。
(3)从流程变化,因为废料浸出用到硫酸,可知滤液中应该含有硫酸根离子;从废料成分中含有CaMg(CO3)2和两次调节PH均用到氢氧化钠,可知滤液中阳离子应该有钠离子和钙离子,所以从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质是硫酸钠和硫酸钙。
(4)①分析该题可以结合硝酸钾与氯化钠的分离方法思考,同时要注意题给图示,从图示上我们不难得到下列信息,一是相同温度时氯酸镁的溶解度最大氯化钠溶解度最小,二是氯酸镁溶解度随温度变化最大,氯化钠溶解度随温度变化最小。所以控制反应温度的变化,可以控制可溶性物质的分离。
②从题给图示不难看出相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。