Question

【題目】堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是一種重要的無機化工產品。一種由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含少量SiO2、Fe2O3等]為原料制備堿式碳酸鎂(國家標準中CaO的質量分數≤0.43%)的實驗流程如下：

（1）“煅燒”時發生主要反應的化學方程式為___。

（2）常溫常壓下，“碳化”可使鎂元素轉化為Mg(HCO3)2，“碳化”時終點pH對最終產品中CaO含量及堿式碳酸鎂產率的影響如圖1和圖2所示。

①應控制“碳化”終點pH約為___，鈣元素的主要存在形式是___(填化學式)。

②根據圖2，當pH=10.0時，鎂元素的主要存在形式是___(填化學式)。

（3）“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學方程式為___。

（4）該工藝為達到清潔生產，可以循環利用的物質是___(填化學式)。

Answer 1

【答案】CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑ 9.0 CaCO3 Mg(OH)2 5Mg(HCO3)24MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑ CO2

【解析】

白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，含少量SiO2、Fe2O3等]在高溫下焙燒，其中CaMg(CO3)2分解生成CaO、MgO和CO2，再加水“消化”，其中MgO、CaO均與水反應生成Mg(OH)2和Ca(OH)2，經過濾除去SiO2、Fe2O3等殘渣，再向所得溶液中通入CO2氣體進行碳化，使得Mg(OH)2轉化為可溶的Mg(HCO3)2，經過濾除去CaCO3，將所得Mg(HCO3)2溶液加熱并控制溫度95100即得到堿式碳酸鎂，最后過濾并洗滌得到產品，據此分析作答；

（1） CaMg(CO3)2的煅燒分解類似于CaCO3、MgCO3 的高溫分解，CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑；

（2） ①由圖象可知，應控制“碳化”終點pH約為9.0，這時堿式碳酸鎂產率較高，而CaO含量較低；煅燒產物CaO和MgO都可與水反應生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結合產物的要求，所以“碳化”時發生的主要反應有Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2 和Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O，鈣元素存在的主要形式為CaCO3，故答案為：9.0；CaCO3；

②當pH= 10.0時，鎂元素的主要存在形式是Mg(OH)2；

（3）由Mg(HCO3)2受熱分解生成堿式碳酸鎂的化學方程式為5Mg(HCO3)2 4MgCO3·Mg(OH)2 ·4H2O↓+6CO2↑；

（4）由流程圖可知，可循環利用的物質有CO2。