Question

【題目】一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸(H3BO3)及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

回答下列問(wèn)題：

(1)“溶浸”硼鎂礦粉過(guò)程中，提高B、Mg元素的浸出率可以采用什么措施________(填寫(xiě)兩點(diǎn))。

(2)“溶浸”后產(chǎn)生的氣體是__________(填化學(xué)式)。

(3)為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含有Fe3+，可選用的化學(xué)試劑是______________溶液(填化學(xué)式)。

(4)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OH＋+B(OH)4，Ka=5.81×10-10，寫(xiě)出H3BO3與NaOH反應(yīng)的離子方程式________________________________________。

(5)寫(xiě)出“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式以及將堿式碳酸鎂高溫灼燒制備輕質(zhì)氧化鎂的化學(xué)方程式________________、____________。

Answer 1

【答案】適當(dāng)提高溶浸溫度、適當(dāng)提高溶浸液(NH4)2SO4溶液濃度、適當(dāng)延長(zhǎng)溶浸時(shí)間、攪拌等 NH3 KSCN溶液 H3BO3+OH-=B(OH)4- 2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O

【解析】

硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫酸銨溶液，得到氣體，根據(jù)硼鎂礦和硫酸銨化學(xué)式知，得到的氣體為NH3，用NH4HCO3吸收NH3，發(fā)生反應(yīng)NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3，根據(jù)過(guò)濾2及沉鎂成分知，過(guò)濾1中得到的濾渣為難溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，調(diào)節(jié)溶液pH=3.5時(shí)得到H3BO3，濾液中含有MgSO4，沉鎂過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)為2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2MgCO3↓+2HCO3-，加熱分解可以得到輕質(zhì)MgO；母液中含有(NH4)2SO4，以此解答該題。

(1)“溶浸”硼鎂礦粉過(guò)程中，為提高B、Mg元素的浸出率可以采用的措施有適當(dāng)提高溶浸溫度、適當(dāng)提高溶浸液(NH4)2SO4溶液濃度、適當(dāng)延長(zhǎng)溶浸時(shí)間、攪拌等；

(2)根據(jù)硼鎂礦及(NH4)2SO4化學(xué)式可知：“溶浸”后產(chǎn)生的氣體是NH3；

(3)取該濾液少許，向其中滴加KSCN溶液，若溶液會(huì)變?yōu)檠�紅色，就證明該濾液中含有Fe3+，否則不含有Fe3+；

(4)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3+H2OH＋+B(OH)4，Ka=5.81×10-10，說(shuō)明H3BO3是一元弱酸，因此H3BO3與NaOH反應(yīng)的離子方程式為：H3BO3+OH-=B(OH)4-；

(5)在“沉鎂”中Mg2+和CO32-離子發(fā)生水解和復(fù)分解反應(yīng)生成Mg(OH)2·MgCO3↓沉淀，同時(shí)還生成HCO3，離子方程式為：2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 。將Mg(OH)2·MgCO3沉淀經(jīng)洗滌后加熱，發(fā)生分解反應(yīng)：Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O，就制取得到輕質(zhì)氧化鎂。