Question

某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO₃、MgSiO₃、CaMg（CO₃）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等，回收其中鎂的工藝流程如下：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
PH	3.2	5.2	12.4

部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH由見上表，請回答下列問題：
（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有______（要求寫出兩條）．
（2）濾渣I的主要成分有______．
（3）從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有______．
（4）Mg（ClO₃）₂在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備：
MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl
已知四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如下圖所示：

①將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備Mg（ClO₃）₂．簡述可制備Mg（ClO₃）₂的原因：______．
②按①中條件進行制備實驗．在冷卻降溫析出Mg（ClO₃）₂過程中，常伴有NaCl析出，原因是：______．除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看，可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率；
（2）根據(jù)MgCO₃、CaMg（CO₃）₂、Al₂O₃、Fe₂O₃能與硫酸反應(yīng)，生成了MgSO₄、CaSO₄、Al₂（SO₄）₃和Fe₂（SO₄）₃，其中CaSO₄微溶，形成濾渣；濾液中含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5.5時，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺已經(jīng)完全沉淀，濾渣I的主要成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）上述過濾后濾液中陰離子主要是SO₄^2-，加入NaOH后在調(diào)節(jié)pH至12.5時Mg²⁺完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是Na₂SO₄；
（4）①根據(jù)侯德榜制堿法生成NaHCO₃的原理；
②根據(jù)侯德榜制堿法生成NaHCO₃的原理．
解答：解：（1）浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看，可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率，
故答案為：適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間（或其他合理答案）；
（2）因MgCO₃、CaMg（CO₃）₂、Al₂O₃、Fe₂O₃能與硫酸反應(yīng)，生成了MgSO₄、CaSO₄、Al₂（SO₄）₃和Fe₂（SO₄）₃，其中CaSO₄微溶，形成濾渣；濾液中含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃和Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5.5時，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺已經(jīng)完全沉淀，濾渣I的主要成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）上述過濾后濾液中陰離子主要是SO₄^2-，加入NaOH后在調(diào)節(jié)pH至12.5時Mg²⁺完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄；
（4）①反應(yīng)MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO₃的原理，因為NaCl溶解度小而從溶液中析出，使反應(yīng)向生成Mg（ClO₃）₂的方向進行，
故答案為：在某一溫度時，NaCl最先達到飽和析出；Mg（ClO₃）₂的溶解度隨溫度變化的最大；NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別；
②同樣是依據(jù)①的原理，在降溫的過程中，Mg（ClO₃）₂的溶解度不斷減小，從溶液中析出，在生成Mg（ClO₃）₂的過程中NaCl也不斷生成，但因溶解度沒有增加，所以也伴隨Mg（ClO₃）₂析出；相同溫度時氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg（ClO₃）₂過程中一定會析出氯化鈉．由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，溶于水的可溶性物質(zhì)一般用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離．故答案為：降溫前，溶液中NaCl已達飽和；降低過程中，NaCl溶解度會降低，會少量析出；重結(jié)晶．
點評：本題考查考生對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應(yīng)實質(zhì)的認(rèn)識；考查考生應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決簡單化學(xué)問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力．