Question

【題目】硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含 Mg2B2O5·H 2O、SiO2 及少量 Fe2O3、Al2O3）為原料生產硼酸及輕質氧化鎂的工藝流程如下：

已 知 ：H3BO3+H2O H++B(OH)，Ka = 5.81×10 10

（1）“吸收”過程中反應的化學方程式為_________________________________。

（2）“濾渣 1”的主要成分有_____。

（3）為檢驗“過濾 1”后的濾液中是否含有 Fe3+離子，可選用的化學試劑是____________________________。

（4）在“過濾 2”前，將溶液 pH 調節至 3.5，目的是_____。

（5）在“沉鎂”中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的離子方程式為________________________________________________。

Answer 1

【答案】NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3 Fe2O3、Al2O3、SiO2 KSCN溶液 轉化為H3BO3，促進析出
2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2MgCO3↓+2HCO3-

【解析】

由流程可知，硼鎂礦粉經硫酸銨溶液溶浸后，產生的氣體為氨氣，經過濾1后，調節濾液的pH為3.5，再經過濾2，可以得到的濾渣是硼酸；氨氣用碳酸氫銨溶液吸收后，所得混合液與過濾2的濾液混合可以得到堿式碳酸鎂沉淀，該沉淀可以制備輕質氧化鎂。

（1）“吸收”過程中，氨氣與碳酸氫銨溶液反應生成碳酸銨，該反應的化學方程式為NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3。

（2）硼鎂礦粉經硫酸銨溶液溶浸后，由于硫酸銨溶液呈酸性，Mg2B2O5·H2O與其反應生成硼酸、硫酸鎂和氨氣，Fe2O3、Al2O3、SiO2不與硫酸銨溶液發生反應，故 “濾渣 1”的主要成分有Fe2O3、Al2O3、SiO2。

（3）Fe3+與KSCN溶液可以發生反應，生成物為可溶于水的紅色物質，因此，可選用KSCN溶液檢驗“過濾 1”后的濾液中是否含有Fe3+離子。

（4）在“過濾 2”前，溶液中有硼酸，由于硼酸為一元弱酸，因此，將溶液 pH 調節至 3.5的目的是將B（OH）4-轉化為B（OH）3，并促進其析出。

（5）在“沉鎂”中，碳酸銨與硫酸鎂溶液反應生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀，該反應的離子方程式為2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2MgCO3↓+2HCO3-。