Question

【题目】轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品，以卤块(主要成分为MgCl2，含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如图：

下表中为生成氢氧化物沉淀的pH

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	8.3	9.9
沉淀完全	3.7	9.6	9.8	11.1

（1）“氧化”一步中发生反应的离子方程式为______。

（2）“调节pH”一步应调节溶液的pH=9.8，其目的是_______。

（3）“热解”一步温度控制在75℃左右，其原因是_____。

（4）从“过滤2”步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有______(填化学式)。

（5）轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁[MgCO3Mg(OH)23H2O]，则“热解”一步发生反应的离子方程式为_______。

Answer 1

【答案】2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 在保证Mg2+不沉淀的前提下使得Mn2+和Fe3+沉淀完全 若温度太低，反应速率太慢，若太高会导致碳酸氢铵分解 NaCl、NH4Cl 2Mg2++4HCO3-+2H2O=MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓+3CO2↑

【解析】

卤块(主要成分为MgCl2，含Fe2+、Fe3+等杂质离子)，工艺流程可知，加入盐酸酸浸溶解，“氧化”目的是将Fe2+氧化物为Fe3+，再通过调节pH值除去，次氯酸根具有强氧化性，将Fe2+氧化物为Fe3+，自身被还原为Cl-，同时生成H2O，过滤得到沉淀为氢氧化铁，滤液加入碳酸氢铵热解生成二氧化碳和轻质碳酸镁[MgCO3Mg(OH)23H2O]，过滤得到轻质碳酸镁。

(1)根据工艺流程可知，“氧化”目的是将Fe2+氧化物为Fe3+，再通过调节pH值除去，次氯酸根具有强氧化性，将Fe2+氧化物为Fe3+，自身被还原为Cl-，同时生成H2O，反应离子方程式为：ClO-+2H++2Fe2+＝2Fe3++Cl-+H2O；

(2)根据各氢氧化物沉淀生成的pH与沉淀完全的pH，结合工艺流程可知，“调节pH”目的是使Fe3+、Mn2+等杂质离子生成氢氧化物沉淀除去，且尽量避免Mg2+转化为沉淀，即在保证Mg2+不沉淀的前提下使得Mn2+和Fe3+沉淀完全；

(3)由工艺流程可知，“热解”操作目的是将Mg2+、HCO3-转化为MgCO3、Mg(OH)2沉淀，温度过高NH4HCO3会分解，温度太低，反应速率较慢；

(4)由工艺流程可知，过滤2操作所得滤液中含有Na+、NH4+、Cl-，则从中能回收的盐类物质为NaCl、NH4Cl；

(5)由工艺流程可知，“热解”操作中Mg2+、HCO3-转化为MgCO3Mg(OH)23H2O沉淀，同时生成CO2，故反应方程式为2Mg2++4HCO3-+2H2O=MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓+3CO2↑。