Question

【題目】氫氧化鎂是一種用途廣泛、極具開發前景的環保材料，廣泛應用在阻燃、廢水中和、煙氣脫硫等方面．鎂硅酸鹽礦石（主要成分Mg3Si2O5（OH）4 ， 含氧化鋁、氧化鐵、氧化亞鐵等雜質）可用于生產氫氧化鎂，簡要工藝流程如圖1：
已知：幾種金屬陽離子的氫氧化物沉淀時的pH如下表所示：

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
開始沉淀時	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全時	3.7	5.2	9.7	12.4

（1）對礦石焙燒的目的是 ．
（2）加入H2O2溶液反應的離子方程式是 ．
（3）向溶液Ⅰ中加入的X可以是 ， 作用是 ．
（4）加入氨水時，Mg2+轉化率隨溫度t的變化如圖2所示： ①溶液Ⅱ中發生反應的離子方程式是 ．
②t1前Mg2+轉化率增大的原因是；
t1后Mg2+轉化率下降的原因是（用化學方程式表示） ．

Answer 1

【答案】
（1）改變礦石結構，提高酸浸率
（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（3）MgO或Mg（OH）2、MgCO3；調節溶液pH
（4）Mg2++2NH3?H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+；鎂離子與氨水反應是吸熱反應，升高溫度，平衡右移，Mg2+轉化率增大；NH3?H2O ?NH3↑+H2O
【解析】解：溶液Ⅰ中除MgSO4外，還含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等離子，根據題中提供的各種金屬離子沉淀的pH值可知，加入雙氧水可以將亞鐵離子氧化成鐵離子，再加入試劑X主要作用是調節溶液pH值，使鐵離子沉淀，可以加氧化鎂或氫氧化鎂等，過濾后在濾液中加入氨水使溶液中鎂離子沉淀，得氫氧化鎂沉淀，由于要通過使鐵離子沉淀的方法除去鐵，所以要先氧化再沉淀，根據Mg2+轉化率隨溫度t的變化示意圖可知，由于氨水與鎂離子反應生成氫氧化鎂的反應是吸熱反應，所以升高溫度，鎂離子的轉化率增大，但隨著溫度的升高，氨氣在水中的溶解度減小，氨水的濃度減小，會導致Mg2+轉化率減小，（1）對礦石焙燒的目的是改變礦石結構，在酸浸時提高浸出率，減少所需物質的損失，所以答案是：改變礦石結構，提高酸浸率；（2）根據上面的分析可知，要先氧化再沉淀，所以向溶液Ⅰ中加入H2O2是為了將二價鐵氧化為三價鐵，離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）根據上面的分析可知，向溶液Ⅰ中加入X的作用是調節溶液pH是三價鐵離子沉淀，加入的物質不能引入新雜質，可加入MgO或Mg（OH）2、MgCO3 ， 與三價鐵水解生成的氫離子反應，使平衡向生成沉淀的方向移動，
所以答案是：MgO或Mg（OH）2、MgCO3；調節溶液pH；（4）①向溶液Ⅱ中加入氨水與鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀，反應的離子方程式是 Mg2++2NH3H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+ ，
所以答案是：Mg2++2NH3H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+；②根據上面的分析可知，t1前Mg2+轉化率增大的原因是 升高溫度，Mg2+轉化率增大，平衡右移，反應是吸熱反應；t1后Mg2+轉化率下降的原因是氨氣在水中的溶解度減小，氨水的濃度減小，反應的方程式為 NH3H2O NH3↑+H2O，
所以答案是：鎂離子與氨水反應是吸熱反應，升高溫度，平衡右移，Mg2+轉化率增大；NH3H2O NH3↑+H2O．