Question

輕質(zhì)碳酸鎂是廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、食品和醫(yī)藥工業(yè)的化工產(chǎn)品，以鹵塊（主要成分為MgCl₂，含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等雜質(zhì)離子）為原料制備輕質(zhì)碳酸鎂的工藝流程如下：

（1）“氧化”一步中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）“調(diào)節(jié)pH”一步應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH=9.8，其目的是

 

．
（3）“熱解”一步溫度控制在75℃左右，其原因是

 

．
（4）從“過(guò)濾2”步驟中得到的濾液中能回收的鹽類物質(zhì)主要有

 

（填化學(xué)式）．
                 生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)	開(kāi)始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8
Mg（OH）2	9.9	11.1

注：Fe（OH）₂沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去．
（5）輕質(zhì)碳酸鎂的成分為堿式碳酸鎂[MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O]，則“熱解”一步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)工藝流程可知，“氧化”目的是將Fe²⁺氧化物為Fe³⁺，再通過(guò)調(diào)節(jié)PH值除去，氯酸根具有強(qiáng)氧化性，將Fe²⁺氧化物為Fe³⁺，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成H₂O；
（2）根據(jù)各氫氧化物沉淀生成的pH與沉淀完全的pH，結(jié)合工藝流程可知，“調(diào)節(jié)pH”目的是使Fe³⁺、Mn²⁺等雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量避免Mg²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）由工藝流程可知，“熱解”操作目的是將Mg²⁺、HCO₃^-轉(zhuǎn)化為MgCO₃、Mg（OH）₂沉淀，溫度過(guò)高NH₄HCO₃會(huì)分解，溫度太低，反應(yīng)速率較慢；
（4）由工藝流程可知，溶液2中含有Na⁺、NH₄⁺、Cl^-，據(jù)此判斷；
（5）由工藝流程可知，“熱解”操作中Mg²⁺、HCO₃^-轉(zhuǎn)化為MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O沉淀，同時(shí)生成CO₂．

解答：解：（1）根據(jù)工藝流程可知，“氧化”目的是將Fe²⁺氧化物為Fe³⁺，再通過(guò)調(diào)節(jié)PH值除去，氯酸根具有強(qiáng)氧化性，將Fe²⁺氧化物為Fe³⁺，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成H₂O，反應(yīng)離子方程式為：ClO^-+2H⁺+2Fe²⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案為：ClO^-+2H⁺+2Fe²⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（2）根據(jù)各氫氧化物沉淀生成的pH與沉淀完全的pH，結(jié)合工藝流程可知，“調(diào)節(jié)pH”目的是使Fe³⁺、Mn²⁺等雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量避免Mg²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，
故答案為：使Fe³⁺、Mn²⁺等雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量避免Mg²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）由工藝流程可知，“熱解”操作目的是將Mg²⁺、HCO₃^-轉(zhuǎn)化為MgCO₃、Mg（OH）₂沉淀，溫度過(guò)高NH₄HCO₃會(huì)分解，溫度太低，反應(yīng)速率較慢，
故答案為：溫度太低，反應(yīng)速率慢，溫度太高NH₄HCO₃會(huì)分解；
（4）由工藝流程可知，溶液2中含有Na⁺、NH₄⁺、Cl^-，故從中能回收的鹽類物質(zhì)為NaCl、NH₄Cl，
故答案為：NaCl、NH₄Cl；
（5）由工藝流程可知，“熱解”操作中Mg²⁺、HCO₃^-轉(zhuǎn)化為MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O沉淀，同時(shí)生成CO₂，故反應(yīng)方程式為：2Mg²⁺+4HCO₃^-+2H₂O

△   .

MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O↓+3CO₂↑，
故答案為：2Mg²⁺+4HCO₃^-+2H₂O

△   .

MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O↓+3CO₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．