一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產硼*(H3BO3)及輕...

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問題詳情：

一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產硼*(H3BO3)及輕質氧化鎂的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)“溶浸”硼鎂礦粉過程中，提高B、Mg元素的浸出率可以採用什麼措施________(填寫兩點)。

(2)“溶浸”後產生的氣體是__________(填化學式)。

(3)為檢驗“過濾1”後的濾液中是否含有Fe3+，可選用的化學試劑是______________溶液(填化學式)。

(4)根據H3BO3的解離反應：H3BO3+H2OH＋+B(OH)4‑，Ka=5.81×10-10，寫出H3BO3與NaOH反應的離子方程式________________________________________。

(5)寫出“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉澱的離子方程式以及將鹼式碳*鎂高温灼燒製備輕質氧化鎂的化學方程式________________、____________。

【回答】

適當提高溶浸温度、適當提高溶浸液(NH4)2SO4溶液濃度、適當延長溶浸時間、攪拌等 NH3 KSCN溶液 H3BO3+OH-=B(OH)4- 2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O

【分析】

硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫*銨溶液，得到氣體，根據硼鎂礦和硫*銨化學式知，得到的氣體為NH3，用NH4HCO3吸收NH3，發生反應NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3，根據過濾2及沉鎂成分知，過濾1中得到的濾渣為難溶*的SiO2、Fe2O3、Al2O3，調節溶液pH=3.5時得到H3BO3，濾液中含有MgSO4，沉鎂過程發生的反應為2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2•MgCO3↓+2HCO3-，加熱分解可以得到輕質MgO；母液中含有(NH4)2SO4，以此解答該題。

【詳解】

(1)“溶浸”硼鎂礦粉過程中，為提高B、Mg元素的浸出率可以採用的措施有適當提高溶浸温度、適當提高溶浸液(NH4)2SO4溶液濃度、適當延長溶浸時間、攪拌等；

(2)根據硼鎂礦及(NH4)2SO4化學式可知：“溶浸”後產生的氣體是NH3；

(3)取該濾液少許，向其中滴加KSCN溶液，若溶液會變為血紅*，就*該濾液中含有Fe3+，否則不含有Fe3+；

(4)根據H3BO3的解離反應：H3BO3+H2OH＋+B(OH)4‑，Ka=5.81×10-10，説明H3BO3是一元弱*，因此H3BO3與NaOH反應的離子方程式為：H3BO3+OH-=B(OH)4-；

(5)在“沉鎂”中Mg2+和CO32-離子發生水解和複分解反應生成Mg(OH)2·MgCO3↓沉澱，同時還生成HCO3‑，離子方程式為：2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3- (或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 。將Mg(OH)2·MgCO3沉澱經洗滌後加熱，發生分解反應：Mg(OH)2·MgCO32MgO+CO2↑+H2O，就製取得到輕質氧化鎂。