Question

【題目】堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。一種由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2，還含少量SiO2、Fe2O3等]為原料制備堿式碳酸鎂(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.43%)的實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1） “煅燒”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

（2）常溫常壓下“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2，“碳化”時(shí)終點(diǎn)pH對(duì)最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。

圖1　CaO含量與碳化終點(diǎn)pH的關(guān)系　 圖2　堿式碳酸鎂產(chǎn)率與碳化終點(diǎn)pH的關(guān)系

①應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)pH約為________，發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________和____________________。

②圖2中，當(dāng)pH＝10.0時(shí)，鎂元素的主要存在形式是____________(寫(xiě)化學(xué)式)。

（3）“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為________________________________。

（4）該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是____________(寫(xiě)化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】 CaMg(CO3)2CaO＋MgO＋2CO2↑ 9.0 Mg(OH)2＋2CO2===Mg(HCO3)2 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O Mg(OH)2 5Mg(HCO3)24MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓＋6CO2↑ CO2

【解析】(1) CaMg(CO3)2的煅燒分解類似于CaCO3、MgCO3 的高溫分解，CaMg(CO3)2 CaO+MgO+2CO2↑；

(2) ①由圖象可知，應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)PH約為9.0，這時(shí)堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高，而CaO含量較低；煅燒產(chǎn)物CaO和MgO都可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結(jié)合產(chǎn)物的要求，所以“碳化”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)有Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2 和Ca(OH)2+CO2= CaCO3+H2O；②當(dāng)pH=10.0時(shí)，鎂元素的主要存在形式是Mg(OH)2；

(3)由Mg(HCO3)2受熱分解生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為5Mg(HCO3)2 4MgCO3·Mg(OH)2 ·4H2O↓+6CO2↑；

(4)由流程圖可知，可循環(huán)利用的物質(zhì)有CO2。