Question

【題目】輕質碳酸鎂是廣泛應用于橡膠、塑料、食品和醫藥工業的化工產品，以鹵塊(主要成分為MgCl2，含Fe2+、Fe3+、Mn2+等雜質離子)為原料制備輕質碳酸鎂的工藝流程如圖：

下表中為生成氫氧化物沉淀的pH

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

（1）“氧化”一步中發生反應的離子方程式為______。

（2）“調節pH”一步應調節溶液的pH=9.8，其目的是_______。

（3）“熱解”一步溫度控制在75℃左右，其原因是_____。

（4）從“過濾2”步驟中得到的濾液中能回收的鹽類物質主要有______(填化學式)。

（5）輕質碳酸鎂的成分為堿式碳酸鎂[MgCO3Mg(OH)23H2O]，則“熱解”一步發生反應的離子方程式為_______。

Answer 1

【答案】2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 在保證Mg2+不沉淀的前提下使得Mn2+和Fe3+沉淀完全 若溫度太低，反應速率太慢，若太高會導致碳酸氫銨分解 NaCl、NH4Cl 2Mg2++4HCO3-+2H2O=MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓+3CO2↑

【解析】

鹵塊(主要成分為MgCl2，含Fe2+、Fe3+等雜質離子)，工藝流程可知，加入鹽酸酸浸溶解，“氧化”目的是將Fe2+氧化物為Fe3+，再通過調節pH值除去，次氯酸根具有強氧化性，將Fe2+氧化物為Fe3+，自身被還原為Cl-，同時生成H2O，過濾得到沉淀為氫氧化鐵，濾液加入碳酸氫銨熱解生成二氧化碳和輕質碳酸鎂[MgCO3Mg(OH)23H2O]，過濾得到輕質碳酸鎂。

(1)根據工藝流程可知，“氧化”目的是將Fe2+氧化物為Fe3+，再通過調節pH值除去，次氯酸根具有強氧化性，將Fe2+氧化物為Fe3+，自身被還原為Cl-，同時生成H2O，反應離子方程式為：ClO-+2H++2Fe2+＝2Fe3++Cl-+H2O；

(2)根據各氫氧化物沉淀生成的pH與沉淀完全的pH，結合工藝流程可知，“調節pH”目的是使Fe3+、Mn2+等雜質離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量避免Mg2+轉化為沉淀，即在保證Mg2+不沉淀的前提下使得Mn2+和Fe3+沉淀完全；

(3)由工藝流程可知，“熱解”操作目的是將Mg2+、HCO3-轉化為MgCO3、Mg(OH)2沉淀，溫度過高NH4HCO3會分解，溫度太低，反應速率較慢；

(4)由工藝流程可知，過濾2操作所得濾液中含有Na+、NH4+、Cl-，則從中能回收的鹽類物質為NaCl、NH4Cl；

(5)由工藝流程可知，“熱解”操作中Mg2+、HCO3-轉化為MgCO3Mg(OH)23H2O沉淀，同時生成CO2，故反應方程式為2Mg2++4HCO3-+2H2O=MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓+3CO2↑。