Question

（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：

沉淀物	Fe（OH）3	Al(OH)3	Mg(OH)2
PH	3.2	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：

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：             。

Answer 1

（1）升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）

（2）Fe(OH)₃   Al(OH)₃

（3）Na₂SO₄

（4）①在某一时NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO₃)₂的溶解度随温度变化最大；NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。

②降温前溶液中NaCl以达饱和；降低过程中NaCl溶解度会降低 ，会少量析出。重结晶。

解析：浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤，滤液中主要溶质是MgSO₄、Al₂(SO₄)₃和Fe₂(SO₄)₃，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH，在调节pH至5.5时，Fe^3＋和Al^3＋已经完全沉淀，滤渣I的主要成分是Fe(OH)₃   Al(OH)₃，此时滤液中阴离子主要是SO₄^2－,加入NaOH后Mg^2＋完全沉淀，溶质主要成分是Na₂SO₄;反应MgCl₂+2NaClO₃===Mg(ClO₃)₂+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO₃的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg(ClO₃)₂的方向进行；同样是依据①的原理，在降温的过程中，Mg(ClO₃)₂的溶解度不断减小，从溶液中析出，在生成Mg(ClO₃)₂的过程中NaCl也不断生成，但因溶解度没有增加，所以也伴随Mg(ClO₃)₂析出；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。