[题目]镁在工业.医疗等领域均有重要用途.某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3.MgSiO3.Al2O3和Fe2O3等).设计了如下回收镁的工艺流程:(1)酸浸前.将固体废弃物研磨的目的是 .为达到目的.还可以采取的措施是 .(2)酸浸时.生成滤渣1的离子方程式为 .(3)第一次调节pH的目的是 .当加入氨水使Al3+开始沉� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等)，设计了如下回收镁的工艺流程：

(1)酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是___________________________________。为达到目的，还可以采取的措施是_________________________________________________(任写一条)。

(2)酸浸时，生成滤渣1的离子方程式为__________________________________。

(3)第一次调节pH的目的是_____________________________。当加入氨水使Al3+开始沉淀时，溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)为__________________。已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。

(4)设计简单方案分离滤渣2中的成分，简述实验过程：________________________________。

(5)滤液3中可回收利用的物质主要是__________(写化学式)，其阳离子的电子式为________。

(6)写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的化学方程式：_________________________。

【答案】加快浸出速率，提高浸取率提高反应温度或适当增加硫酸浓度(或其他合理答案) MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3 使Fe3+、Al3+沉淀 4.0×10-5 溶于适量氢氧化钠溶液，过滤得Fe(OH)3；向滤液中通入过量CO2，过滤得Al(OH)3 (NH4)2SO4 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑

【解析】

本题考查常见金属元素Mg、Al、Fe及其化合物主要性质，以及Al(OH)3两性等知识，难溶电解质的溶解平衡的本质。

（1）增大固体的表面积可加快反应速率，提高浸取率，除此之外还可以升高温度、增大硫酸的浓度等；

（2）因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能与硫酸反应，生成了MgSO4、Al2(SO4)2和Fe2(SO4)3，其中H2SiO3形成滤渣；酸浸时，生成滤渣I的离子方程式为MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3；

（3）滤液I中含有MgSO4、Al2(SO4)2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，Fe3＋和Al3＋已经完全沉淀，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，第一次调节pH的目的是使Fe3+、Al3+沉淀从而分离出来；当加入氨水使Al3+开始沉淀时，溶液中c（Fe3+）/c（Al3+）= Ksp[Fe(OH)3]/Ksp[Al(OH)3]= 4×10-38/1×10-33=4.0×10-5；

（4）设计简单方案分离滤渣2，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，利用Al(OH)3具有两性，分离操作：溶于适量氢氧化钠溶液，过滤得Fe（OH）3；向滤液中通入过量CO2，过滤得Al（OH）3；

（5）上述过滤后滤液中阴离子主要是SO42－，加入NH3·H2O后在调节pH至12.5时Mg2＋完全沉淀，溶质主要成分是(NH4)2SO4，其阳离子的电子式为；

（6）滤渣3为Mg(OH)2，工业上从滤渣3生产镁锭的反应：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑。

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已知：①一定条件下，Cu与Cu2+反应可生成+ 1价铜。

②氯化亚铜(CuCl)难溶于水，可与Cl-形成CuCl32-进入溶液。

Ⅰ.蚀刻过程中将Cu转化为CuCl32-去除。

（1）蚀刻过程的离子方程式有_______、CuCl+2Cl- CuCl32-。

（2）蚀刻液中的盐酸可大大提高蚀刻效率，结合上述反应解释原因：______________。

Ⅱ.蚀刻一段时间后，将蚀刻废液中的CuCl32-转化为Cu2+，即可再生循环利用，常用方法如下：

（1）化学再生：加入H2O2溶液可使蚀刻液再生，该反应的离子方程式是______________。

（2）电解再生（电极不参与反应）：按下图装置，使蚀刻液再生并回收金属Cu。

①在______极(填“a”或“b)”）回收得到金属Cu。

②结合电极反应解释阳极区蚀刻液再生的原理：________。

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④研究表明:其他条件不变，使用无膜电解槽再生时，一段时间后，电极上析出的Cu总量反而会随电解时间的増长而减少。解释Cu的总量减少的原因：________。

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①

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(1)提出假设

该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下猜测：

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猜测2：可能是MgCO3。

猜测3：可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。

(2)设计定性实验确定产物并验证猜测：

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实验Ⅱ	将实验Ⅰ中收集的气体点燃	______________________________________
实验Ⅲ	取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量________	如果出现______________，则白色不溶物可能是MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	如果产生白色沉淀，则溶液中存在______离子