Question

氫氧化鎂：①是中強(qiáng)堿；②廣泛用作阻燃劑和填充劑．以白云石（化學(xué)式：MgCO₃?CaCO₃）為原料制備氫氧化鎂的工藝流程如下：

（1）根據(jù)流程圖，白云石“輕燒”后固體產(chǎn)物的主要成份是MgO和

 

（寫化學(xué)式）．
（2）流程圖中“加熱反應(yīng)”有氨氣生成的化學(xué)方程式為

 

．
（3）洗滌Mg（OH）₂沉淀所用玻璃儀器有：

 

、燒杯、玻棒；檢驗(yàn)洗凈的方法是

 

．
（4）傳統(tǒng)工藝是將白云石高溫分解為氧化鎂和氧化鈣后提取，而該工藝采用輕燒白云石的方法，其優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（5）25℃時(shí)Mg（OH）₂飽和溶液的中：c（Mg²⁺）=2.80×10^-4mol/L，Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的濃度共為2.35×10^-4mol/L，則溶液的pH=

 

（取整數(shù)值）；若經(jīng)過(guò)循環(huán)利用，每制得5.8t Mg（OH）₂時(shí)排出200m³的廢水，其中Mg²⁺、Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的濃度共為1.50×10^-4mol/L，則該工藝的產(chǎn)率為

 

（保留4位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：流程分析白云石主要成分為MgCO₃?CaCO₃輕燒，從過(guò)濾中可以得到CaCO₃、來(lái)進(jìn)行判斷，可知分解的只是碳酸鎂，研磨加入水和硫酸銨加熱，硫酸銨和氧化鎂反應(yīng)生成氨氣、硫酸鎂和水，過(guò)濾加入氨水生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾得到氫氧化鎂固體，
（1）從過(guò)濾中可以得到CaCO₃、來(lái)進(jìn)行判斷，可知分解的只是碳酸鎂；
（2）加熱的過(guò)程是放出氨氣的過(guò)程，該過(guò)程中因?yàn)檠趸�鎂跟水反應(yīng)很少，因此涉及到的反應(yīng)應(yīng)該為：（NH₄）₂SO₄+MgO

△   .

MgSO₄+2NH₃↑+H₂O；
（3）洗滌氫氧化鎂沉淀應(yīng)在過(guò)濾器中進(jìn)行，檢驗(yàn)洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子；
（4）減少能源消耗、便于CaCO₃分離；
（5）溶液中離子電荷守恒計(jì)算；產(chǎn)率=

實(shí)際量

理論量

×100%．

解答： 解：（1）從過(guò)濾中可以得到CaCO₃、來(lái)進(jìn)行判斷，可知分解的只是碳酸鎂，分解生成氧化鎂，白云石“輕燒”后固體產(chǎn)物的主要成份CaCO₃、MgO；
故答案為：CaCO₃；
（2）加熱的過(guò)程是放出氨氣的過(guò)程，該過(guò)程中因?yàn)檠趸�鎂跟水反應(yīng)很少，因此涉及到的反應(yīng)應(yīng)該為：（NH₄）₂SO₄+MgO

△   .

MgSO₄+2NH₃↑+H₂O
故答案為：（NH₄）₂SO₄+MgO 

△   .

 MgSO₄+2NH₃↑+H₂O；
（3）洗滌氫氧化鎂沉淀應(yīng)在過(guò)濾器中進(jìn)行，檢驗(yàn)洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子，洗滌Mg（OH）₂沉淀所用玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻棒等，取洗滌液加入氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，說(shuō)明已洗凈；
故答案為：漏斗；取洗滌液加入氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，說(shuō)明已洗凈；
（4）分析流程可知，傳統(tǒng)工藝將白云石分解為氧化鎂和氧化鈣后提取，該工藝采用輕燒白云石的方法可以減少能源消耗、便于CaCO₃分離；
故答案為：減少能源消耗或便于CaCO₃分離；
（5）25℃時(shí)Mg（OH）₂飽和溶液的中：c（Mg²⁺）=2.80×10^-4mol/L，Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的濃度共為2.35×10^-4mol/L，溶液則電荷守恒得到，2c（Mg²⁺）=c（OH^-）+2c[Mg（O₂）₂^2-]+2c[Mg（OH）₄^2-]，
C（OH^-）=2×2.80×10^-4mol/L-22.35×10^-4mol/L=8.4×10^-5，c（H⁺）≈10^-10mol/L，則溶液的pH=10；
若經(jīng)過(guò)循環(huán)利用，每制得5.8t Mg（OH）₂時(shí)排出200m³的廢水，其中Mg²⁺、Mg（O₂）₂^2-、Mg（OH）₄^2-的濃度共為1.50×10^-4mol/L，則該工藝的產(chǎn)率=

5.8×106

5.8×106+1.5×10-4×200×103×58g/mol

×100%=99.97%，
故答案為：10；99.97%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離方法和流程理解應(yīng)用，主要是混合物分離試劑的作用，產(chǎn)物的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．