Question

6．Mg（OH）₂可用作塑料的阻燃劑．現(xiàn)以某礦石（主要成分為3MgO•2SiO₂•2H₂O，還有少量Fe₂O₃、FeO、CaO和Al₂O₃）為原料生產(chǎn)，其工藝流程如下：

已知：
表1生成氫氧化物沉淀的pH

物質	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
開始沉淀的pH	7.6	1.9	3.4	9.1
完全沉淀的pH	9.6	3.2	4.7	11.1

表2原料價格表

物質	價格（元•噸-1）
漂液（含25.2% NaClO）	450
雙氧水（含30%H2O2）	2400

回答下列問題：
（1）酸浸時，為提高礦石的浸出率可采取的措施為將礦石粉碎（任寫一條）．該過程H₂SO₄適當過量的目的是使固體充分溶解、使Ca²⁺以CaSO₄沉淀形式除去．
（2）工業(yè)生產(chǎn)要求生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品盡量不含雜質．試劑A的最佳選擇是漂液（或NaClO），寫出其發(fā)生反應的離子方程式2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（3）水解過程需調節(jié)溶液pH，a的取值范圍為4.7≤a＜9.1，濾渣II的成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃（填化學式）．
（4）向過濾II所得濾液中加入一定量氨水，寫出鎂離子沉淀的離子方程式Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，該過程溫度不宜過高的原因是氨水受熱分解．
（5）實際生產(chǎn)中，可由Mg（OH）₂為原料制備單質鎂，簡述制備方法Mg（OH）₂與鹽酸反應生產(chǎn)MgCl₂，蒸發(fā)濃縮冷卻結晶得到MgCl₂•6H₂O晶體，在HCl氣流中加熱失水得到無水MgCl₂，電解熔融的MgCl₂制取金屬Mg．

Answer 1

分析 由流程可知，礦石（主要成分為3MgO•2SiO₂•2H₂O，還有少量Fe₂O₃、FeO、CaO和Al₂O₃），加硫酸時SiO₂不溶解，同時生成CaSO₄沉淀，過濾得到濾渣I含二氧化硅、CaSO₄，濾液中含F(xiàn)e²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，試劑A為NaClO，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加MgO促進鐵離子、鋁離子水解，生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，則過濾得到濾渣II含F(xiàn)e（OH）₃、Al（OH）₃，濾液與氨水反應生成Mg（OH）₂，過濾得到Mg（OH）₂，以此來解答．

解答 解：（1）酸浸時，為提高礦石的浸出率可采取的措施為將礦石粉碎（或攪拌，適當升高溫度，適當提高硫酸濃度等），該過程H₂SO₄適當過量的目的是使固體充分溶解、使Ca²⁺以CaSO₄沉淀形式除去，
故答案為：將礦石粉碎；使固體充分溶解；使Ca²⁺以CaSO₄沉淀形式除去；
（2）由表2可知，漂液較便宜，則工業(yè)生產(chǎn)要求生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品盡量不含雜質．試劑A的最佳選擇是漂液（或NaClO），發(fā)生離子反應為2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案為：漂液（或NaClO）；2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（3）由表1可知，使Fe³⁺、Al³⁺轉化為沉淀，而Mg²⁺存在于溶液中，調節(jié)溶液pH，a的取值范圍為4.7≤a＜9.1，濾渣II的成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案為：4.7≤a＜9.1；Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）向過濾II所得濾液中加入一定量氨水，生成沉淀的離子方程式為Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，該過程溫度不宜過高的原因是氨水受熱分解，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；氨水受熱分解；
（5）因鎂離子水解生成鹽酸易揮發(fā)，則實際生產(chǎn)中，可由Mg（OH）₂為原料制備單質鎂，制備方法為Mg（OH）₂與鹽酸反應生產(chǎn)MgCl₂，蒸發(fā)濃縮冷卻結晶得到MgCl₂•6H₂O晶體，在HCl氣流中加熱失水得到無水MgCl₂，電解熔融的MgCl₂制取金屬Mg，
故答案為：Mg（OH）₂與鹽酸反應生產(chǎn)MgCl₂，蒸發(fā)濃縮冷卻結晶得到MgCl₂•6H₂O晶體，在HCl氣流中加熱失水得到無水MgCl₂，電解熔融的MgCl₂制取金屬Mg．

點評 本題考查混合物分離提純及物質制備，為高頻考點，把握流程中發(fā)生的反應、混合物分離方法、鹽類水解、習題中的信息為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意兩個表格數(shù)據(jù)的應用，題目難度不大．