Question

10．利用生產(chǎn)硼砂的廢渣-硼鎂泥（主要成分為MgCO₃、SiO₂，還有少量Fe₂O₃、MnO、CaO等）為主要原料制取輕質(zhì)碳酸鎂[MgCO₃•Mg（OH）₂•2H₂O]的工業(yè)流程如下：

（1）寫出“酸溶”一步中，MgCO₃和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂．酸溶時(shí)硫酸稍過量（pH約為2），目的是使碳酸鎂充分溶解生成硫酸鎂．
（2）濾渣2的主要成分有MnO₂和Fe（OH）₃，寫出生成MnO₂的離子方程式Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
（3）“合成”時(shí)需通蒸氣至80℃，邊加熱邊攪拌，溫度控制在80℃的原因是溫度過低反應(yīng)速率慢，溫度過高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會分解，寫出該步發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式2MgSO₄+2（NH₄）₂CO₃+3H₂O=MgCO₃•Mg（OH）₂•2H₂O↓+2（NH₄）₂SO₄++₂CO₃↑．

Answer 1

分析 由制備流程可知，硼鎂泥的主要成分為MgCO₃、SiO₂，還有少量Fe₂O₃、MnO、CaO等，向廢渣中加硫酸時(shí)SiO₂不溶解，過濾得到濾渣1為二氧化硅，NaClO具有氧化性，能將Mn²⁺氧化為MnO₂，調(diào)節(jié)PH生成MnO₂、Fe（OH）₃沉淀，過濾得濾渣2為MnO₂、Fe（OH）₃，再經(jīng)過系列除雜后所得溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂，
（1）MgCO₃和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和二氧化碳，硫酸過量可以使碳酸鎂充分溶解；
（2）根據(jù)上面的分析可知濾渣2的主要成分，次氯酸鈉能氧化錳離子生成MnO₂，據(jù)此書寫離子方程式；
（3）“合成”時(shí)在溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂、硫酸銨和水，溫度過低反應(yīng)速率慢，溫度過高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會分解，據(jù)此答題．

解答 解；由制備流程可知，硼鎂泥的主要成分為MgCO₃、SiO₂，還有少量Fe₂O₃、MnO、CaO等，向廢渣中加硫酸時(shí)SiO₂不溶解，過濾得到濾渣1為二氧化硅，NaClO具有氧化性，能將Mn²⁺氧化為MnO₂，調(diào)節(jié)PH生成MnO₂、Fe（OH）₃沉淀，過濾得濾渣2為MnO₂、Fe（OH）₃，再經(jīng)過系列除雜后所得溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂，
（1）MgCO₃和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和二氧化碳，反應(yīng)方程式為MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂O，硫酸過量可以使碳酸鎂充分溶解生成硫酸鎂，
故答案為：MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂；使碳酸鎂充分溶解生成硫酸鎂；
（2）根據(jù)上面的分析可知濾渣2的主要成分為MnO₂、Fe（OH）₃，次氯酸鈉能氧化錳離子生成MnO₂，反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，
故答案為：Fe（OH）₃；Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
（3）“合成”時(shí)在溶液中加碳酸銨溶液，得到輕質(zhì)碳酸鎂、硫酸銨和水，溫度過低反應(yīng)速率慢，溫度過高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會分解，“合成”時(shí)反應(yīng)的方程式為2MgSO₄+2（NH₄）₂CO₃+3H₂O=MgCO₃•Mg（OH）₂•2H₂O↓+2（NH₄）₂SO₄++₂CO₃↑，
故答案為：溫度過低反應(yīng)速率慢，溫度過高輕質(zhì)碳酸鎂、碳酸銨會分解；2MgSO₄+2（NH₄）₂CO₃+3H₂O=MgCO₃•Mg（OH）₂•2H₂O↓+2（NH₄）₂SO₄++₂CO₃↑．

點(diǎn)評 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的制備的流程、理解反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，涉及物質(zhì)的制備、除雜等知識，題目較為綜合，有一定難度，本題注意要認(rèn)真分析題中數(shù)據(jù)，考查學(xué)生的分析能力，題目難度中等．