Question

硼酸（H₃BO₃）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg₂B₂O₅·H₂O、SiO₂及少量Fe₂O₃、Al₂O₃）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在95 ℃“溶侵”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。

（2）“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe³⁺离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H₃BO₃的解离反应：H₃BO₃+H₂OH⁺+B(OH)⁻₄，K_a=5.81×10⁻¹⁰，可判断H₃BO₃是_______酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在“沉镁”中生成Mg(OH)₂·MgCO₃沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

Answer

NH3+NH4HCO3＝(NH4)2CO3 Fe2O3、Al2O3、SiO2 KSCN 一元弱 转化为H3BO3，促进析出 2Mg2++2H2O+3CO32－＝Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3－（或2Mg2++H2O+2CO32－＝Mg(OH)2∙MgCO3↓+CO2↑） 溶浸 高温焙烧

【解析】

（1）根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应方程式为：NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;

（2）滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2;检验Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN；

（3）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是将B(OH)−4转化为H3BO3，并促进H3BO3析出；

（4）沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2∙MgCO3，沉镁过程的离子反应为：2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用；碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。