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(CO32、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 3.4 5.2 12.4
部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見上表,請回答下列問題:
(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,該工業(yè)流程中采取的措施是
研磨固體廢料
研磨固體廢料
,你認(rèn)為還可以采取的措施有
增大硫酸濃度
增大硫酸濃度
、
加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌
加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌
(寫出兩條).
(2)以MgCO3和MgSiO3為例,寫出“浸出”步驟發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
,
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3

(3)第一次加NaOH溶液調(diào)整pH到5.5的目的是
使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離
使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離
,控制pH的方法是
通過pH計(jì)控制溶液的pH
通過pH計(jì)控制溶液的pH
,濾渣I的主要成分有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

(4)在實(shí)驗(yàn)室中從Mg(OH)2獲得無水MgCl2的操作如下:把Mg(OH)2溶解在過量的
鹽酸
鹽酸
(填寫試劑的名稱)中;加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,
過濾
過濾
,
洗滌
洗滌
(填操作名稱)可得到MgCl2?6H2O;
在干燥的HCl氣流中加熱脫水
在干燥的HCl氣流中加熱脫水
(填寫具體操作),即可得到無水的MgCl2
(5)Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:
MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示:將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡述可制備Mg(ClO32的原因:
該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO22和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度隨溫度變化不大,Mg(ClO22的溶解度隨溫度升高而升高,利用兩物質(zhì)的溶解度差異,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,制得Mg(ClO22
該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO22和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度隨溫度變化不大,Mg(ClO22的溶解度隨溫度升高而升高,利用兩物質(zhì)的溶解度差異,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,制得Mg(ClO22;
分析:(1)浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來分析判斷;
(2)以MgCO3和MgSiO3為例,“浸出”步驟發(fā)生反應(yīng)為MgCO3和MgSiO3和酸反應(yīng)的過程;
(3)依據(jù)圖表中陽離子沉淀完全的PH分析判斷,鎂離子不沉淀,鐵離子和鋁離子全部沉淀除去;
(4)在實(shí)驗(yàn)室中從Mg(OH)2獲得無水MgCl2的操作,先在鹽酸中溶解,加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾沉淀洗滌可得到MgCl2?6H2O;為防止鎂離子水解應(yīng)在氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂固體;
(5)在某一溫度時,NaCl最先達(dá)到飽和析出;Mg(ClO32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.降溫前,溶液中NaCl已達(dá)飽和;降低過程中,NaCl溶解度會降低,會少量析出,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;
解答:解:(1)浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看,可以通過增大接觸面積提高反應(yīng)速率,提高鎂的浸出率,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;故答案為:研磨固體廢料;增大硫酸濃度;加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌;
(2)以MgCO3和MgSiO3為例,“浸出”步驟發(fā)生的反應(yīng)為碳酸鎂和酸反應(yīng)溶解,硅酸鎂和酸反應(yīng)溶解,依據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)規(guī)律,反應(yīng)的離子方程式為:MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O;MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3↓;
故答案為:MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O;MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3↓;
(3)根據(jù)固體廢料的變化過程,結(jié)合Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2完全沉淀時的pH可知,pH調(diào)節(jié)至5.5時,F(xiàn)e(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,pH調(diào)到12.5時,Mg(OH)2沉淀完全,第一次加NaOH溶液調(diào)整pH到5.5的目的是使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離,控制pH的方法是通過pH計(jì)控制溶液的pH,濾渣Ⅰ為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;
故答案為:使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離,控制pH的方法是通過pH計(jì)控制溶液的pH,F(xiàn)e(OH)3
Al(OH)3;
(4)在實(shí)驗(yàn)室中從Mg(OH)2獲得無水MgCl2的操作,先在鹽酸中溶解,加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾沉淀洗滌可得到MgCl2?6H2O;為防止鎂離子水解應(yīng)在氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂固體;故答案為:鹽酸,過濾,洗滌,在干燥的HCl氣流中加熱脫水;
(5)反應(yīng)MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO3的原理,因?yàn)镹aCl溶解度小而從溶液中析出,使反應(yīng)向生成Mg(ClO32的方向進(jìn)行;在降溫的過程中,Mg(ClO32的溶解度不斷減小,從溶液中析出,相同溫度時氯化鈉的溶解度最小,因此在冷卻降溫析出Mg(ClO32過程中一定會析出氯化鈉,所以在生成Mg(ClO32的過程中NaCl也不斷生成;通過結(jié)晶、重結(jié)晶的方法提純析出晶體;
故答案為:該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO22和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度隨溫度變化不大,Mg(ClO22的溶解度隨溫度升高而升高,利用兩物質(zhì)的溶解度差異,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,
制得Mg(ClO22;
點(diǎn)評:本題考查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(shí)質(zhì)的認(rèn)識;同時考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決簡單化學(xué)問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力,物質(zhì)溶解度概念的應(yīng)用,晶體析出的方法,雜質(zhì)離子的除雜原則和試劑選擇,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2009?廣東)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(CO32、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?xí)r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
升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸(多次浸。
升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸(多次浸取)
(要求寫出兩條).
(2)濾渣I的主要成分有
Fe(OH)3 Al(OH)3
Fe(OH)3 Al(OH)3

(3)從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有
Na2SO4
Na2SO4

(4)Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:
MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+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(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡述可制備Mg(ClO32的原因:
在某一時NaCl最先達(dá)到飽和析出;Mg(ClO32的溶解度隨溫度變化最大;NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別.
在某一時NaCl最先達(dá)到飽和析出;Mg(ClO32的溶解度隨溫度變化最大;NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別.

②按①中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn).在冷卻降溫析出Mg(ClO32過程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降溫前溶液中NaCl以達(dá)飽和;降低過程中NaCl溶解度會降低,會少量析出
降溫前溶液中NaCl以達(dá)飽和;降低過程中NaCl溶解度會降低,會少量析出
.除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是:
重結(jié)晶
重結(jié)晶

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2012?長寧區(qū)一模)Ⅰ.工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料,其中部分原料可用于制備多晶硅.
(1)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì),必須精制后才能供電解使用.精制時,粗鹽溶于水過濾后,還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl(鹽酸)③BaCl2,這3種試劑添加的合理順序是
③①②
③①②
(填序號)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為
.(填序號)(①飽和Na2CO3溶液  ②飽和K2CO3溶液  ③75%乙醇、芩穆然迹
(2)如圖是離子交換膜(允許鈉離子通過,不允許氫氧根與氯離子通過)法電解飽和食鹽水示意圖,電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是
氯氣
氯氣
;NaOH溶液的出口為
a
a
(填字母);精制飽和食鹽水的進(jìn)口為
d
d
(填字母);干燥塔中應(yīng)使用的液體是
濃硫酸
濃硫酸


Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn),其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用受到廣泛關(guān)注.
(1)SiCl4可制氣相白炭黑(與光導(dǎo)纖維主要原料相同),方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng),產(chǎn)物有兩種,化學(xué)方程式為
SiCl4+2H2+O2
 高溫 
.
 
SiO2+4HCl
SiCl4+2H2+O2
 高溫 
.
 
SiO2+4HCl

(2)SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用.一定條件下,在20L恒容密閉容器中的反應(yīng):
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
達(dá)平衡后,H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物,理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為
0.351
0.351
kg.
(3)實(shí)驗(yàn)室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng):
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
據(jù)此,從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置
e
e
(填代號)和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置
d
d
(填代號).
可選用制備氣體的裝置:

(4)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水,可制取氯酸鈉,同時生成氫氣,現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg,則生成氫氣
134.4
134.4
m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況).(忽略可能存在的其他反應(yīng))
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(CO32、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
Ⅲ.部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH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
適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間
適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間
(要求寫出兩條).
(2)濾渣I的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO32+2NaCl
已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示:

(3)將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡述可制備Mg(ClO32的原因:
在某一溫度時,NaCl最先達(dá)到飽和析出;Mg(ClO32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;
在某一溫度時,NaCl最先達(dá)到飽和析出;Mg(ClO32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;

(4)按題(3)中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn).在冷卻降溫析出Mg(ClO32過程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降溫前,溶液中NaCl已達(dá)飽和,降低過程中,NaCl溶解度會降低,會少量析出;
降溫前,溶液中NaCl已達(dá)飽和,降低過程中,NaCl溶解度會降低,會少量析出;
.除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是:
重結(jié)晶
重結(jié)晶

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(12分)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?xí)r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(fù)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(xué)反應(yīng)方程式計(jì)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(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。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:            

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

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?xí)r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(fù)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(xué)反應(yīng)方程式計(jì)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(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。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:             。

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