Question

【題目】以鎂渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]為原料制取六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)，具體的工藝流程如圖：

已知：①濾液2與適量石灰乳反應(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClx·mH2O]，當(dāng)x=1，m=0時(shí)，堿式氯化鎂為Mg(OH)Cl。

②相關(guān)金屬離子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表：

請回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室煅燒樣品的實(shí)驗(yàn)儀器為__。

（2）濾渣2的主要成分是__。

（3）通過調(diào)節(jié)濾液2的pH來獲取Mg(OH)2沉淀，則溶液pH的范圍為___。

（4）向溶液A中先加入___(填化學(xué)式)酸化，然后___、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O，取少量低溫干燥得到的MgCl2·6H2O晶體溶于水后發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，則含有的雜質(zhì)是__從操作上分析引入雜質(zhì)的原因是__。

（5）熱重分析法是程序控制溫度下測最物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。MgCl2·6H2O的熱重曲線如圖。已知：MgCl2·6H2O在空氣中受熱脫水時(shí)，不產(chǎn)生無水氯化鎂。

①試確定200℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)的化學(xué)式：___。

②溫度升至554℃時(shí)分解得到的主要產(chǎn)物為白色固體和一種酸性氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___。

Answer 1

【答案】坩堝 Fe(OH)3 Al(OH)3 10.9≤pH<11.3 HCl 蒸發(fā)濃縮 堿式氯化鎂或氫氧化鎂 過度蒸發(fā)導(dǎo)致氯化鎂水解 MgCl2·2H2O Mg(OH)ClMgO＋HCl

【解析】

以鎂渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]為原料制取六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)，由流程可知，鎂渣在700℃煅燒，只發(fā)生MgCO3和Mg(OH)2的分解反應(yīng)，然后在固體中加入鹽酸，可與MgO、CaCO3、Al2O3、Fe2O3反應(yīng)生成氯化鎂，氯化鈣、氯化鐵，濾渣1為SiO2，調(diào)節(jié)pH=5，鐵離子和鋁離子沉淀完全，濾渣2為Al(OH)3 和Fe(OH)3，溶液中只余下氯化鎂和氯化鈣，再調(diào)節(jié)10.9≤pH<11.3，將鎂沉淀，最后在濾渣3中加鹽酸酸化得溶液A，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O。

（1）固體灼燒用坩堝，實(shí)驗(yàn)室煅燒樣品的實(shí)驗(yàn)儀器為坩堝。故答案為：坩堝；

（2）調(diào)節(jié)pH=5，鐵離子和鋁離子沉淀完全，濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。故答案為：Fe(OH)3 、Al(OH)3；

（3）PH大于10.9時(shí)Mg(OH)2沉淀完全，常溫下，飽和石灰水的pH約為11.3，通過調(diào)節(jié)濾液2的pH來獲取Mg(OH)2沉淀，則溶液pH的范圍為10.9≤pH<11.3。故答案為：10.9≤pH<11.3；

（4）為防止引入新的雜質(zhì)，向溶液A中先加入HCl酸化，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O，取少量低溫干燥得到的MgCl2·6H2O晶體溶于水后發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，則含有的雜質(zhì)是堿式氯化鎂或氫氧化鎂，從操作上分析引入雜質(zhì)的原因是過度蒸發(fā)導(dǎo)致氯化鎂水解。故答案為：HCl；蒸發(fā)濃縮；堿式氯化鎂或氫氧化鎂；過度蒸發(fā)導(dǎo)致氯化鎂水解；

（5）①n(MgCl2·6H2O)= =0.02mol，m(MgCl2)=0.02mol×95g·mol－1=1.9g，200℃時(shí)，失去部分結(jié)晶水，固體中結(jié)晶水2.62g-1.9g=0.72g，n(H2O)= =0.04mol，200℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)中：n(MgCl2):n(H2O)=0.02:0.04=1:2，200℃時(shí)固態(tài)物質(zhì)的化學(xué)式：MgCl2·2H2O。故答案為：MgCl2·2H2O；

②加熱到一定的溫度，水解程度增大，生成堿式氯化鎂和氯化氫，故溫度升至554℃時(shí)分解得到的主要產(chǎn)物為白色固體和一種酸性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg(OH)ClMgO＋HCl。故答案為：Mg(OH)ClMgO＋HCl。