Question

【題目】鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含鐵的氯化物、CuCl2、SiO2、MnO2等雜質。工業上以鹵塊為原料可制得輕質氧化鎂，工藝流程如圖所示：

已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：

物質	開始沉淀	完全沉淀
Fe(OH)3	1.9	3.2
Fe(OH)2	7.6	9.6
Cu(OH)2	6.0	8.0
Mn(OH)2	7.3	9.3
Mg(OH)2	9.1	11.1

請回答下列問題

(1)濾渣1的成分有______________________(填化學式)。加入試劑1的目的是___________。

(2)步驟“加NaOH”需要調節pH值的范圍為______________________。

(3)沉淀1的成分為______________________ (填化學式)，步驟“加水煮沸”發生反應的化學方程式為______________________。

(4)步驟“加水煮沸”不能時間太長，原因是______________________。

(5)最近研究表明，常溫下在含有Mg2+濃度為1.5mol/L的溶液中加入2倍于Mg2+的物質的量的NH4HCO3，控制pH值在9.5左右，鎂的沉淀率能達到99%。產物為一種含結晶水的復鹽，可用于煅燒制取輕質氧化鎂，經XDR(X射線衍射)分析該復鹽含水與含鎂的物質的量相等。寫出制取該復鹽的離子方程式：_________________________________。

(6)除了OH－之外，S2－也是一種常見的金屬離子沉淀劑。本質原因是一些金屬硫化物的溶解度極小。已知：25℃時，CuS的溶度積為4×10－36，H2S的Ka1=1.25×10－7，Ka2=8.0×10－14。若要在1L.的鹽酸中完全溶解0.01 mol CuS，理論上需要鹽酸的最低濃度為___________mol/L(提示：用離子方程式計算)

Answer 1

【答案】SiO2、MnO2 將Fe2+氧化成Fe3+ MgCO3 MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑ 防止碳酸鎂全部轉化為氫氧化鎂，分解得到重質氧化鎂

【解析】

鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含鐵的氯化物、CuCl2、SiO2、MnO2等雜質；SiO2、MnO2與稀鹽酸不反應，加鹽酸溶解后過濾，濾渣是SiO2、MnO2，濾液中含有 等，為除去Fe2+，先將Fe2+氧化成Fe3+，然后加入NaOH調節pH，然后在濾液中加入純堿將Mg2+從溶液中以MgCO3沉淀出來，然后加熱煮沸可得到Mg(OH)2，灼燒后得到MgO。

(1) 鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含鐵的氯化物、CuCl2、SiO2、MnO2等雜質，SiO2、MnO2與稀鹽酸不反應，加鹽酸溶解后過濾，濾渣1是SiO2、MnO2。步驟②是為了將Fe2+氧化成Fe3+，加入氫氧化鈉的目的是控制合適的pH條件時生成Fe(OH)3沉淀而除之，所以加入試劑1的目的是將Fe2+氧化成Fe3+。

(2)步驟“加NaOH”的目的是使除Mg2+以外的各種雜質金屬離子都生成氫氧化物沉淀，由Cu2+完全沉淀時的pH及Mg2+開始沉淀的pH可知，需要調節pH值范圍為。

(3) 根據沉淀煮沸有氣體生成，可知沉淀是MgCO3，所以沉淀1的成分為MgCO3，步驟“加水煮沸”發生反應的化學方程式為MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑。

(4)若“加水煮沸”不能時間太長，碳酸鎂全部轉化為氫氧化鎂，分解得到重質氧化鎂。

(5)含有Mg2+濃度為1.5mol/L的溶液中加入2倍于Mg2+的物質的量的NH4HCO3，控制pH值在9.5左右，產物為一種含結晶水的復鹽，該復鹽含水與含鎂的物質的量相等，則該鹽的化學式是。制取該復鹽的離子方程式：。

(6) 設鹽酸的最小濃度為xmol/L。

起始 x 0 0

變化 0.02 0.01 0.01

平衡 x-0.01 0.01 0.01

= = ，x= mol/L。