Question

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，回收镁和其中另一种金属单质的工艺流程如图1：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表，请回答下列问题：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
pH	3.2	5.2	12.4

（1）写出碱漫时反应的离子方程式

 

．
（2）可回收到的金属A的原子结构示意图为

 

（3）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有

 

（要求写出两条措施）．
（4）调pH时需要调多次，第一次调pH主要为了除去

 

（5）MgCl₂?6H₂O在HC1氛围中灼烧后可通过

 

（写出化学反应方程式）得到单质Mg．
（6）Mg（ClO₃）₂在农业上有广泛的用途，可用NaClO₃与MgCl₂制备，已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．
①写出反应的化学反应方程式：

 

②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

 

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）MgCO₃、MgSiO₃、CaMg（CO₃）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃这些物质中只有氧化铝具有两性，能与氢氧化钠反应；（2）依据（1）分析可知，碱浸后的滤液中含有的金属是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3；
（3）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分析判断；
（4）依据部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH表格得知，最先升高pH值到3.2-5.2之间沉淀析出的是氢氧化铁；
（5）电解熔融氯化镁可以生成镁单质，化学反应方程式为：，故答案为：MgCl₂

电解  .

Mg+Cl₂↑；
（6）①依据元素守恒以及氧化还原反应原理书写即可；
②根据侯德榜制碱法生成NaHCO₃的原理．

解答： 解：（1）氧化铝能溶于氢氧化钠，生成偏铝酸钠和水，离子反应方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）碱浸后的滤液中含有的金属是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3，Al的原子结构示意图为：，故答案为：；
（3）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，可以通过增大接触面积提高反应速率，提高镁的浸出率，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；故答案为：研磨固体废料；增大硫酸浓度；加热升高温度、边加硫酸边搅研拌；
（4）依据部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH表格得知，最先升高pH值到3.2-5.2之间沉淀析出的是氢氧化铁，故答案为：Fe³⁺；
（5）电解熔融氯化镁可以生成镁单质，化学反应方程式为：MgCl₂

电解  .

Mg+Cl₂↑，故答案为：MgCl₂

电解  .

Mg+Cl₂↑；
（6）①依据题意得出反应物为：NaClO₃和MgCl₂，生成物为：Mg（ClO₃）₂，故化学反应方程式为：2NaClO₃+MgCl₂=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，
故答案为：2NaClO₃+MgCl₂=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；
 ②在相同温度下，由于NaCl溶解度较小最先析出，在降温的过程中，Mg（ClO₃）₂的溶解度也不断减小，从溶液中析出，通过蒸发结晶即可获取，
故答案为：在相同温度下，由于NaCl溶解度较小最先析出，Mg（ClO₃）₂剩余在溶液中通过蒸发结晶可得．

点评：本题考查对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握，以及对离子反应实质的认识；同时考查应用基础知识解决简单化学问题的能力以及对图表的观察、分析能力，物质溶解度概念的应用，晶体析出的方法，杂质离子的除杂原则和试剂选择，题目难度较大．