Question

【題目】氧化鎂在易燃材料中常被用作阻燃劑，碳酸鎂高溫分解法是工業(yè)上制備輕質(zhì)氧化鎂的常用方法。鎂硅礦主要成分為Mg3(Si2O5)(OH)4和還有少量的Fe2O3、Al2O3等。以鎂硅礦為原料制備碳酸鎂晶體（MgCO3nH2O）的生產(chǎn)流程如下：

已知“焙燒”過程中的主要反應(yīng)為：Mg3(Si2O5)(OH)4＋5(NH4)2SO43MgSO4＋10NH3↑＋2SiO2＋7H2O↑＋2SO3↑

（1）Mg3(Si2O5)(OH)4用氧化物的形式表示為___，焙燒產(chǎn)物NH3的電子式為__。

（2）為提高水浸速率，可采取的措施為__（任寫一種）。“浸渣”的主要成分為__。

（3）“除鋁、鐵”時，需將溶液pH調(diào)至8.0左右，適宜作調(diào)節(jié)劑的是__（填字母代號）。

a．Ca(OH)2 b．Mg(OH)2 c．NH3H2O

（4）“沉鎂”過程中反應(yīng)的離子方程式為__。“沉鎂”時若溫度超過60℃，將會產(chǎn)生較多的堿式碳酸鎂雜質(zhì)，原因是___。

（5）流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是___（填化學(xué)式）。

（6）為測定產(chǎn)品MgCO3nH2O中的n值，稱取15.6g產(chǎn)品進行充分加熱至恒重，冷卻，稱得固體質(zhì)量為4g，則n＝__。

Answer 1

【答案】3MgO2SiO22H2O 將焙燒渣粉碎、加熱或攪拌 SiO2 bc Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑ 升溫促進Mg2+水解 (NH4)2SO4 3

【解析】

以石棉尾礦（主要含有Mg3（Si2O5）（OH）4和少量的Fe2O3、Al2O3）為原料制備碳酸鎂晶體（MgCO3nH2O）的工藝流程：加入硫酸銨焙燒得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，形成Mg2+、Fe3+、Al3+的溶液，SiO2不溶于水形成浸渣，加入Mg（OH）2或NH3H2O將pH調(diào)至8.0左右，將Fe3+、Al3+以氫氧化物的形式過濾除去，向含有鎂離子的濾液中加入碳酸氫銨發(fā)生反應(yīng)：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑，洗滌晶體可得，據(jù)此分析解答。

（1）化學(xué)式改寫成相應(yīng)的氧化物的形式，按照活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、SiO2、H2O的順序來書寫，Mg3（Si2O5）（OH）4用氧化物的形式表示為：3MgO2SiO22H2O；氨氣為共價化合物，其電子式為：；故答案為：3MgO2SiO22H2O；；

（2）為提高水浸速率，可采取的措施有：將焙燒渣粉碎、加熱或攪拌等；石棉尾礦加入硫酸銨焙燒得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，SiO2不溶于水形成浸渣；故答案為：將焙燒渣粉碎、加熱或攪拌；SiO2；

（3）“除鐵、鋁”時，需將pH調(diào)至8.0左右，選擇不引入新雜質(zhì)的試劑，故可選用Mg（OH）2或NH3H2O；故答案為：bc；

（4）“沉鎂”過程中反應(yīng)的離子方程式為：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑；升溫促進Mg2+水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2與CO2反應(yīng)生成堿式碳酸鎂，故答案為：Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑；升溫促進Mg2+水解；

（5）沉鎂過程的濾液為（NH4）2SO4，可循環(huán)使用；故答案為：（NH4）2SO4；

（6）稱取13.8gMgCO3nH2O進行受熱分解，MgCO2nH2O受熱分解生成MgO、CO2、H2O，最終剩余的固體為MgO4.0g，n（Mg）==0.1mol，則n（MgCO3）=n（Mg）=0.1mol，m（MgCO3）=8.4g，m（H2O）=13.8g-8.4g=5.4g，n（H2O）= =0.3mol，1：n=n（MgCO3）：n（H2O）=0.1：0.3，故n=3。