问题 问答题

某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:

沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
PH3.25.212.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:

(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有______(要求写出两条).

(2)滤渣I的主要成分有______.

(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有______.

(4)Mg(ClO32在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:

MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl

已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:

①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO32.简述可制备Mg(ClO32的原因:______.

②按①中条件进行制备实验.在冷却降温析出Mg(ClO32过程中,常伴有NaCl析出,原因是:______.除去产品中该杂质的方法是:______.

答案

(1)浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率,

故答案为:适当提高反应温度、增加浸出时间(或其他合理答案);

(2)因MgCO3、CaMg(CO32、Al2O3、Fe2O3能与硫酸反应,生成了MgSO4、CaSO4、Al2(SO43和Fe2(SO43,其中CaSO4微溶,形成滤渣;滤液中含有MgSO4、Al2(SO43和Fe2(SO43,根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH,在调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3

故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3

(3)上述过滤后滤液中阴离子主要是SO42-,加入NaOH后在调节pH至12.5时Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是Na2SO4,故答案为:Na2SO4

(4)①反应MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO32的方向进行,

故答案为:在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO32的溶解度随温度变化的最大;NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;

②同样是依据①的原理,在降温的过程中,Mg(ClO32的溶解度不断减小,从溶液中析出,在生成Mg(ClO32的过程中NaCl也不断生成,但因溶解度没有增加,所以也伴随Mg(ClO32析出;相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO32过程中一定会析出氯化钠.由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离.故答案为:降温前,溶液中NaCl已达饱和;降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;重结晶.

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