Question

【題目】工業(yè)上利用氯堿工業(yè)中的固體廢物鹽泥（主要成分為Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外還有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。）與廢稀硫酸反應(yīng)制備七水硫酸鎂，產(chǎn)率高，既處理了三廢，又有經(jīng)濟效益。其工藝流程如下：

已知：

i）部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH

沉淀物	Mn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
pH值（完全沉淀）	10.02	8.96	3.20	4.70	11.12

ii）兩種鹽的溶解度圖（單位為g/100g水）

根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度圖，請回答下列問題。

（1）酸解時，加入的酸為____________，在酸解過程中，想加快酸解速率，請?zhí)岢鰞煞N可行的措施____________、____________。

（2）加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是____________。

（3）本工藝流程多次用到抽濾操作，其優(yōu)點在于____________，四次抽濾時：抽濾①所得濾渣A的成分為____________、CaSO4；抽濾②所得濾渣B的成分為MnO2、____________、____________；抽濾③所得濾液C中主要雜質(zhì)陽離子的檢驗方法是____________；抽濾④將產(chǎn)品抽干。

（4）依據(jù)溶解度曲線，操作M應(yīng)采取的方法是適當(dāng)濃縮，____________。

（5）每制備1噸MgSO4·7H2O，需要消耗鹽泥2噸。若生產(chǎn)過程中的轉(zhuǎn)化率為70%，則鹽泥中鎂（以氫氧化鎂計）的質(zhì)量分數(shù)約為____________。

Answer 1

【答案】 硫酸 升溫 把鹽泥粉碎、攪拌等 Mn2++ ClO-+ H2O == MnO2↓ + 2H++ Cl- 速度快 BaSO4 Fe（OH）3 Al（OH）3 焰色反應(yīng) 趁熱過濾 16.8%（16%、17%均可給分）

【解析】(1)因最終產(chǎn)物為MgSO4·7H2O，所以酸解時應(yīng)加入硫酸，為加快酸解速率，可采用粉碎、攪拌或適當(dāng)加熱等措施。

(2)已知NaClO可與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀，根據(jù)化合價變化規(guī)律，則ClO—轉(zhuǎn)化為Cl—，所以反應(yīng)的離子方程式為Mn2++ ClO-+ H2O == MnO2↓ + 2H++ Cl-。

(3)抽濾操作的優(yōu)點是過濾速率快；在強酸性條件下過濾得濾渣A，所以其主要成分為BaSO4和CaSO4；在pH=5~6的條件下過濾得濾渣B，根據(jù)氫氧化物沉淀完全的pH可知：濾渣B的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2；濾液C中的主要成分為Na2SO4、MgSO4 和少量的CaSO4，其主要雜質(zhì)陽離子為Na+，可用焰色反應(yīng)檢驗。

(4)依據(jù)溶解度曲線，CaSO4在40℃左右溶解度最大，在80℃左右溶解度最小，所以操作M應(yīng)采取的方法適當(dāng)濃縮、趁熱過濾，盡可能多的除去CaSO4。

(5)根據(jù)鎂元素守恒可得：n(MgSO4·7H2O)= n[Mg(OH)2]，所以鹽泥中Mg(OH)2的質(zhì)量分數(shù)為= ×100%=16.8%