Question

20．以硼鎂泥（主要成分為MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO）為原料制備高純Mg（OH）₂的流程如圖1：

己知：
①常溫下此體系中各氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時(shí)的pH范圍如表所示：

pH值	Mg（OH）2	Mn（OH）2	MnO（OH）2	Fe（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3
開始沉淀時(shí)	9.3	7.1	7.8	7.6	3.7	2.3
沉淀完全時(shí)	10.8	10.8	9.8	9.6	4.7	3.7

②溫度高于340℃時(shí)Mg（OH）₂開始分解為MgO和H₂O．
（1）“浸取”時(shí)，為提高鎂的浸取率可行的措施為ac
a．將硼鎂泥制成漿料    b．降低浸取溫度  c．用鹽酸多次浸取
（2）“浸取”時(shí)，MgSiO₃與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O
（3）“除鐵、鋁”時(shí)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為4.7＜pH＜7.1．
（4“除Mn²⁺”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；過濾3所得濾渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂．
（5）“沉鎂”時(shí)，反應(yīng)溫度與Mg（OH）₂的產(chǎn)率如圖2所示，當(dāng)溫度超過60℃，隨溫度再升高，Mg（OH）₂產(chǎn)率反而降低，其原因可能是氨水揮發(fā)加劇，導(dǎo)致溶液中氨水濃度降低．

Answer 1

分析 以硼鎂泥（主要成分為MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO）為原料制備高純Mg（OH）₂的流程：加入鹽酸浸取，MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO都和硫酸反應(yīng)，其中MgSiO₃發(fā)生反應(yīng)MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O，生成的SiO₂•nH₂O過濾，濾液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺，加入雙氧水溶液把亞鐵離子氧化成鐵離子，加氨水調(diào)節(jié)pH，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過濾，濾渣2含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃，向?yàn)V液中加入雙氧水雙氧水和適量氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O，過濾除去錳離子，少量鎂離子被沉淀，過濾3所得濾渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂，向?yàn)V液中加入20%的氨水沉淀鎂離子，過濾洗滌沉淀，得到產(chǎn)品，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）“浸取”時(shí)，將硼鎂泥制成漿料、用鹽酸多次浸取可提高鎂的浸取率，故答案為：ac；
（2）由流程可知，“浸取”時(shí)，MgSiO₃與鹽酸反應(yīng)生成SiO₂•nH₂O，化學(xué)方程式為：MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O；
故答案為：MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O；
（3）“除鐵、鋁”時(shí)，需調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使鐵離子、鋁離子沉淀完全，但不能使錳離子、鎂離子沉淀，由圖表可知pH范圍為：4.7＜pH＜7.1；
故答案為：4.7＜pH＜7.1；
（4）“除Mn²⁺”時(shí)發(fā)生反應(yīng)錳離子生成MnO（OH）₂沉淀除去，離子方程式為：Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；除錳過程加入氫氧化鈉，少量鎂離子沉淀，故過濾3所得濾渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂；
故答案為：Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；Mg（OH）₂；
（5）當(dāng)溫度超過60℃，隨溫度再升高，氨水揮發(fā)加劇，導(dǎo)致溶液中氨水濃度降低，Mg（OH）₂產(chǎn)率反而降低，
故答案為：氨水揮發(fā)加劇，導(dǎo)致溶液中氨水濃度降低．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．