Question

某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO₃、MgSiO₃、 CaMg(CO₃)₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等，回收其中镁的工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表，请回答下列问题：

沉淀物	Fe^3+	Al^3+	Mg^2+
PH	3.2	5.2	12.4

(1)“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有          (要求写出两条)。

(2)滤渣I的主要成分有                   。

(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有                    。

(4)若将MgCl₂溶液加热蒸干得到的固体是__________，若要得到MgCl₂应采取的操作是___________。

(5)用稀硫酸酸浸时形成滤渣的离子方程式有_____________________。

Answer

(1)升高温度、搅拌、多次浸取等(2分)

(2)Fe(OH)3 Al(OH)3(2分) (3)Na2SO4(1分)

(4) Mg(OH)2(1分) 在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干(2分)

(5) MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+ (2分)CaMg(CO3)2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率；

（2）因MgCO3、CaMg（CO3）2、Al2O3、Fe2O3能与硫酸反应，生成了MgSO4、CaSO4、Al2（SO4）3和Fe2（SO4）3，其中CaSO4微溶，形成滤渣；滤液中含有MgSO4、Al2（SO4）3和Fe2（SO4）3，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH，在调节pH至5.5时，Fe3+和Al3+已经完全沉淀，滤渣I的主要成分是Fe(OH)3 Al(OH)3；

（3）上述过滤后滤液中阴离子主要是SO42-，加入NaOH后在调节pH至12.5时Mg2+完全沉淀，溶质主要成分是Na2SO4；

（4）氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且生成的氯化氢易挥发，因此若将MgCl2溶液加热蒸干得到的固体是氢氧化镁。要得到氯化镁应采取的操作是在HCl的气流中将MgCl2溶液加热蒸干；

（5）由于硅酸镁与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，另外硫酸钙微溶，所以用稀硫酸酸浸时形成滤渣的离子方程式有MgSiO3+2H+=H2SiO3+Mg2+、CaMg(CO3)2+SO42-+4H+=CaSO4+Mg2++2CO2↑+2H2O。

【考点定位】本题考查考生物质制备工艺流程图分析

【名师点晴】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。