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，回收鎂和其中另一種金屬單質(zhì)的工藝流程如圖1：部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如表，請回答下列問題：

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

（1）寫出堿漫時反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）可回收到的金屬A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

（3）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有

 

（要求寫出兩條措施）．
（4）調(diào)pH時需要調(diào)多次，第一次調(diào)pH主要為了除去

 

（5）MgCl₂?6H₂O在HC1氛圍中灼燒后可通過

 

（寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）得到單質(zhì)Mg．
（6）Mg（ClO₃）₂在農(nóng)業(yè)上有廣泛的用途，可用NaClO₃與MgCl₂制備，已知四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如圖2所示．
①寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

②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

 

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）MgCO₃、MgSiO₃、CaMg（CO₃）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃這些物質(zhì)中只有氧化鋁具有兩性，能與氫氧化鈉反應(yīng)；（2）依據(jù)（1）分析可知，堿浸后的濾液中含有的金屬是Al，Al有3個電子層，最外層電子數(shù)為3；
（3）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)平衡的影響因素來分析判斷；
（4）依據(jù)部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH表格得知，最先升高pH值到3.2-5.2之間沉淀析出的是氫氧化鐵；
（5）電解熔融氯化鎂可以生成鎂單質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：，故答案為：MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（6）①依據(jù)元素守恒以及氧化還原反應(yīng)原理書寫即可；
②根據(jù)侯德榜制堿法生成NaHCO₃的原理．

解答： 解：（1）氧化鋁能溶于氫氧化鈉，生成偏鋁酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）堿浸后的濾液中含有的金屬是Al，Al有3個電子層，最外層電子數(shù)為3，Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
（3）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，可以通過增大接觸面積提高反應(yīng)速率，提高鎂的浸出率，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：研磨固體廢料；增大硫酸濃度；加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌；
（4）依據(jù)部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH表格得知，最先升高pH值到3.2-5.2之間沉淀析出的是氫氧化鐵，故答案為：Fe³⁺；
（5）電解熔融氯化鎂可以生成鎂單質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑，故答案為：MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（6）①依據(jù)題意得出反應(yīng)物為：NaClO₃和MgCl₂，生成物為：Mg（ClO₃）₂，故化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO₃+MgCl₂=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓，
故答案為：2NaClO₃+MgCl₂=Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓；
 ②在相同溫度下，由于NaCl溶解度較小最先析出，在降溫的過程中，Mg（ClO₃）₂的溶解度也不斷減小，從溶液中析出，通過蒸發(fā)結(jié)晶即可獲取，
故答案為：在相同溫度下，由于NaCl溶解度較小最先析出，Mg（ClO₃）₂剩余在溶液中通過蒸發(fā)結(jié)晶可得．

點評：本題考查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)的認識；同時考查應(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，物質(zhì)溶解度概念的應(yīng)用，晶體析出的方法，雜質(zhì)離子的除雜原則和試劑選擇，題目難度較大．