Question

工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO₃含少量FeCO₃)为原料制备金属镁的实验流程如下:

已知:一些金属离转化为氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示

	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mg^2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
完全沉淀时	3.7	5.2	9.7

请回答:

(1)上述流程中H₂O₂的作用是:_____________

(2)滤渣2的主要成分为:_______________；溶液2中的主要溶质为:__________________。

(3)通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5mol·L^-1时就认为沉淀完全，为保证Mg^2＋沉淀完全，过程②中控制溶液的pH至少为__________________(保留小数点后一位)(已知Mg(OH)₂的Ksp＝2×10^-11，lg2＝0.3)

(4)已知MgCl₂·6H₂O受热时发生水解:MgCl₂·6H₂O＝Mg(OH)Cl＋HCl↑＋H₂O，过程③应该如何操作才能得到无水MgCl₂__________________

(5)写出过程④中发生反应的化学方程式:____________________________________

Answer

将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)3 (NH4)2SO4 11.2 在干燥氯化氢气流保护下加热分解 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

【解析】

菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)用稀硫酸酸浸，除去不溶物，得到的滤液为硫酸镁、硫酸亚铁的酸性溶液，加入过氧化氢将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加入氢氧化镁调节pH沉淀其中的铁离子，过滤，滤渣2为氢氧化铁，溶液1主要为硫酸镁，加入氨水沉淀得到氢氧化镁，溶液2的主要成分为硫酸铵，用盐酸将氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2•6H2O，在干燥氯化氢酸性气流保护下加热分解得到氯化镁，电解熔融态的氯化镁得到Mg：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，据此分析作答。

（1）由上述分析可知，加入双氧水的作用是：将Fe2+氧化为Fe3+；

（2）根据分析滤渣2的主要成分为Fe(OH)3；溶液2中的主要溶质为(NH4)2SO4；

（3）已知Mg(OH)2的Ksp=2×10-11，Mg2+沉淀完全时，溶液中，故，即pH=-lgc(H+)=11.2，为保证Mg2+沉淀完全，过程②中控制溶液的pH至少为11.2；

（5）加热过程中，MgCl2水解生成的HCl易挥发，导致最终得到Mg(OH)2，因此为抑制其水解，将MgCl2•6H2O在干燥氯化氢酸性气流保护下加热分解能得到无水MgCl2；故答案为：在干燥氯化氢气流保护下加热分解；

（6）由上述分析可知，过程④中发生反应的化学反应为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。