Question

工業(yè)利用精煉鎂渣（含有MgO、KCl、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂、FeCl₃等雜質(zhì)）回收MgCl₂的工業(yè)流程如下：

已知：25℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：

物質(zhì)	CaCO3	MgCO3	BaCO3	Mg（OH）2	Fe （OH）3
Ksp	4.96×10-9	6.82×10-6	5.1×10-9	5.61×10-12	2.64×10-38

回答下列問題：
（1）寫出溶解時(shí)的離子方程式

 

（2）溶解時(shí)溫度不能太高，也不宜太低，要求控制在35℃左右，其理由是

 

（3）操作I包含多個(gè)操作，分別為

 

過濾，洗滌，烘干．烘干時(shí)需要減壓烘干，原因是

 

．
（4）為減少Na₂CO₃的用量和提高產(chǎn)品質(zhì)量，在中和工序（中和后溶液接近中性）結(jié)束前要檢驗(yàn)溶液中是否存在

 

離子，選擇檢驗(yàn)該離子的原因是

 

．
（5）母液的主要成分

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鎂渣用鹽酸溶解時(shí)，主是里面的MgO和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，形成主要含鎂鹽的溶液．
（2）用鹽酸溶解鎂渣時(shí)，鹽酸易揮發(fā)，要防止揮發(fā)，同時(shí)又要保持適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)速率．
（3）操作I主要是從溶液中獲得MgCl₂?6H₂O晶體，要防止Mg²⁺水解，同時(shí)又要防止結(jié)晶水合物MgCl₂?6H₂O失去結(jié)晶水．
（4）在中和工序中要將Ba²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺盡可能除去．而BaCO₃溶解度僅小于MgCO₃的溶解度，而大于其他物質(zhì)的溶解度，當(dāng) Ba²⁺除盡其它雜質(zhì)已經(jīng)除盡，就可以推斷Ca²⁺、Fe³⁺已經(jīng)除盡．
（5）鎂渣用鹽酸溶解后，再除去Ba²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺后，碳酸鈉中的鈉離子及原溶液中的鉀離子仍然在溶液中，另外還有少部分未析出的氯化鎂，所以溶液中主要留下了KCl、NaCl和MgCl₂．

解答： 解：（1）鎂渣用鹽酸溶解時(shí)，主是里面的MgO和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，形成主要含鎂鹽的溶液，反應(yīng)方程式為：MgO+2H⁺=H₂O+Mg²⁺，故答案為：MgO+2H⁺=H₂O+Mg²⁺．
（2）用鹽酸溶解鎂渣時(shí)，鹽酸易揮發(fā)，要防止揮發(fā)，同時(shí)又要保持適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)速率，溶解時(shí)溫度太低，反應(yīng)速率過慢，溫度太高，HCl會(huì)揮發(fā)，故答案為：溶解時(shí)溫度太低，反應(yīng)速率過慢，溫度太高，HCl會(huì)揮發(fā)．
（3）操作I主要是從溶液中獲得MgCl₂?6H₂O晶體，要防止Mg²⁺水解，同時(shí)又要防止結(jié)晶水合物MgCl₂?6H₂O失去結(jié)晶水所以要用降溫結(jié)晶的方法，同時(shí)烘干的溫度不能太高，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；降低烘干時(shí)的溫度，防止MgCl₂?6H₂O分解．
（4）在中和工序中要將Ba²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺盡可能除去．而BaCO₃溶解度僅小于MgCO₃的溶解度，而大于其他物質(zhì)的溶解度，當(dāng) Ba²⁺除盡其它雜質(zhì)已經(jīng)除盡，就可以推斷Ca²⁺、Fe³⁺已經(jīng)除盡，故答案為：Ba²⁺；BaCO₃溶解度僅小于MgCO₃的溶解度，而大于其他物質(zhì)的溶解度，當(dāng) Ba²⁺除盡其它雜質(zhì)已經(jīng)除盡．
（5）鎂渣用鹽酸溶解后，再除去Ba²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺后，碳酸鈉中的鈉離子及原溶液中的鉀離子仍然在溶液中，另外還有少部分未析出的氯化鎂，所以溶液中主要留下了KCl、NaCl和MgCl₂，故答案為：KCl、NaCl和MgCl₂．

點(diǎn)評(píng)：本題通過工業(yè)流程形式考查了學(xué)生對(duì)元素及其化合物知識(shí)靈活運(yùn)用的能力，有一定綜合性，中等難度，關(guān)鍵是要把化學(xué)原理的內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)過程有機(jī)結(jié)合起來解決問題．