Question

某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO₃、MgSiO₃、 CaMg(CO₃)₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等，回收其中鎂的工藝流程如下：

沉淀物	Fe（OH）3	Al(OH)3	Mg(OH)2
PH	3.2	5.2	12.4

部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉時溶液的pH由見上表，請回答下列問題：

（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有          （要求寫出兩條）。

（2）濾渣I的主要成分有       。

（3）從濾渣Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有       。

（4）Mg(ClO₃)₂在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復分解反應(yīng)制備：

      MgCl₂+2NaClO₃₌₌₌Mg(ClO₃)₂+2NaCl

已知四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如下圖所示：

①將反應(yīng)物按化學反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備Mg(ClO₃)₂。簡述可制備Mg(ClO₃)₂的原因：         。

②按①中條件進行制備實驗。在冷卻降溫析出Mg(ClO₃)₂過程中，常伴有NaCl析出，原因是：            。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是：             。

Answer 1

【命題意圖】考查考生對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應(yīng)實質(zhì)的認識；考查考生應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決簡單化學問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力。

【答案】（1）適當提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間（或其他合理答案）

（2）Fe(OH)₃   Al(OH)₃

(3)Na₂SO₄

（4）①在某一溫度時，NaCl最先達到飽和析出；Mg(ClO₃)₂的溶解度隨溫度變化的最大；NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別。

② 降溫前，溶液中NaCl已達飽和；降低過程中，NaCl溶解度會降低 ，會少量析出。重結(jié)晶。

【解析】浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng)，從化學反應(yīng)速率和化學平衡的影響因素來看，可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率。硫酸浸出液經(jīng)過濾，濾液中主要溶質(zhì)是MgSO₄、Al₂(SO₄)₃和Fe₂(SO₄)₃，根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5.5時，F(xiàn)e^3＋和Al^3＋已經(jīng)完全沉淀，濾渣I的主要成分是Fe(OH)₃   Al(OH)₃，此時濾液中陰離子主要是SO₄^2－,加入NaOH后Mg^2＋完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是Na₂SO₄;反應(yīng)MgCl₂+2NaClO₃₌₌₌Mg(ClO₃)₂+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO₃的原理，因為NaCl溶解度小而從溶液中析出，使反應(yīng)向生成Mg(ClO₃)₂的方向進行；同樣是依據(jù)①的原理，在降溫的過程中，Mg(ClO₃)₂的溶解度不斷減小，從溶液中析出，在生成Mg(ClO₃)₂的過程中NaCl也不斷生成，但因溶解度沒有增加，所以也伴隨Mg(ClO₃)₂析出；相同溫度時氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg(ClO₃)₂過程中一定會析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，溶于水的可溶性物質(zhì)一般用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離。

【考點分析】對常見金屬元素及其化合物主要性質(zhì)的掌握，以及對離子反應(yīng)實質(zhì)的認識。

考查考生運用基礎(chǔ)知識解決簡單化學問題的能力，以及對圖表觀察分析能力。