Question

【題目】堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的無機化工產品。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(國家標準中CaO的質量分數≤0.43%)的實驗流程如下：

（1） “煅燒”時發生主要反應的化學方程式為____________________________。

（2）常溫常壓下“碳化”可使鎂元素轉化為Mg(HCO3)2，“碳化”時終點pH對最終產品中CaO含量及堿式碳酸鎂產率的影響如圖1和圖2所示。

圖1　CaO含量與碳化終點pH的關系　 圖2　堿式碳酸鎂產率與碳化終點pH的關系

①應控制“碳化”終點pH約為________，發生的主要反應的化學方程式為______________________和____________________。

②圖2中，當pH＝10.0時，鎂元素的主要存在形式是____________(寫化學式)。

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

（4）該工藝為達到清潔生產，可以循環利用的物質是____________(寫化學式)。

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，應控制“碳化”終點PH約為9.0，這時堿式碳酸鎂產率較高，而CaO含量較低；煅燒產物CaO和MgO都可與水反應生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結合產物的要求，所以“碳化”時發生的主要反應有Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2 和Ca(OH)2+CO2= CaCO3+H2O；②當pH=10.0時，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方程式為5Mg(HCO3)2 4MgCO3·Mg(OH)2 ·4H2O↓+6CO2↑；

(4)由流程圖可知，可循環利用的物質有CO2。