Question

【題目】堿式碳酸鎂[MgCO3·Mg(OH)2·3H2O]是重要的化工原料。用橄欖石制取堿式碳酸鎂的一種工藝流程如圖所示。

已知:陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和恰好完全沉淀(陽離子濃度等于10-5mol/L)時的pH如下表所示。

陰離子	開始沉淀時的pH	怡好完全沉淀時的pH
Fe3+	2.7	3.7
Mg2+	9.7	11

（1）將Mg9FeSi5O20改寫成氧化物的形式:___________________。

（2）將橄欖石粉碎的目的是___________________________。

（3）“調(diào)節(jié)pH”時，應(yīng)調(diào)節(jié)的pH范圍是________________________。

（4）加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

（5）Ksp[Mg(OH)2]=_______。寫出生成堿式碳酸鎂的離子方程式：_____________________。

Answer 1

【答案】 9MgO·FeO·5SiO2 增大接觸面積，提高酸浸速率 3.7≤pH<9.7 2Fe2++2H++H2O2==2Fe3++2H2O 1×10-11 2Mg2++3CO32-+5H2O==MgCO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-

【解析】分析：（1）根據(jù)硅酸鹽的組成元素改寫；

（2）粉碎可以增大反應(yīng)物接觸面積；

（3）調(diào)節(jié)pH的目的是沉淀鐵離子，不能沉淀鎂離子，據(jù)此解答；

（4）雙氧水能氧化亞鐵離子，據(jù)此書寫；

（5）根據(jù)氫氧化鎂完全沉淀時的pH，結(jié)合氫氧化鎂溶度積常數(shù)表達式計算。

詳解：（1）Mg9FeSi5O20含有Mg、Fe、Si、O四種元素，根據(jù)正負價代數(shù)和為0可知鐵的化合價是+2價，則改寫成氧化物的形式為9MgO·FeO·5SiO2。

（2）將橄欖石粉碎的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高酸浸速率。

（3）“調(diào)節(jié)pH”時需要沉淀鐵離子，鎂離子不能沉淀，則根據(jù)表中數(shù)據(jù)應(yīng)調(diào)節(jié)的pH范圍是3.7≤pH＜9.7。

（4）雙氧水具有氧化性，能把溶液中的亞鐵離子氧化，則加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O。

（5）完全沉淀鎂離子時pH＝11，則溶液中氫氧根的濃度是0.001mol/L，所以Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c(OH－)2＝10－5×0.0012＝1×10-11。根據(jù)原子守恒可知生成堿式碳酸鎂的同時還有碳酸氫鈉生成，則反應(yīng)離子方程式為2Mg2++3CO32-+5H2O＝MgCO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-。