Question

【題目】某小組利用工廠度棄物(主要含MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等)設(shè)計回收鎂的工藝流程如下：

(1)酸浸過程中采用“粉碎廢料、加熱、攪拌、適當提高稀硫酸的濃度等”措施的目的是____________。為了提高產(chǎn)品的純度，試劑X宜選擇_______(填選項字母)。

A．CuO B．MgO C．MgCO3 D．氨水

(2)濾渣2的主要成分是__________(填化學式)。

(3)寫出生成濾渣3的離子方程式：_______________________。

(4)已知：298K時,Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

①加入試劑X,當Al3+開始沉淀時,濾液1中=____________。

②向濃度均為0.1mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。在圖中面出生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與滴加NaOH溶液體積的關(guān)系圖(大致圖)。______

(5)若廢料中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)為a%,取mkg廢料按上述流程生產(chǎn),最終回收到20kg純度為6%的鎂錠，則鎂的產(chǎn)率為__________(用含a、b、m的代數(shù)式表示)。

(6)參照上述流程圖，設(shè)計經(jīng)三步,由濾渣3得到鎂錠的路線：_________________________。

Answer 1

【答案】 提高酸浸速率 BCD Al(OH)3、Fe(OH)3 Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+ 7500 ×100%

【解析】(1)酸浸過程中采用“粉碎廢料、加熱、攪拌、適當提高稀硫酸的濃度等”措施的目的是提高酸浸速率；產(chǎn)品為鎂錠，為了提高產(chǎn)品的純度，試劑X的作用是中和酸調(diào)節(jié)pH除鋁、鐵，但不能引入新的雜質(zhì)，故適宜選擇MgO、MgCO3、氨水等，若選CuO會產(chǎn)生銅離子，產(chǎn)生雜質(zhì)物質(zhì)，答案選BCD；

(2)通過調(diào)節(jié)pH，使鋁離子、鐵離子水解產(chǎn)生沉淀而除去，故濾渣2的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；

(3)利用氨水與硫酸鎂反應生成氫氧化鎂，故生成濾渣3的離子方程式為：Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+；

(4)① =；②向濃度均為0.1mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。在圖中面出生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與滴加NaOH溶液體積的關(guān)系圖，一開始產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，后產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，最后氫氧化鋁沉淀逐漸溶解至消失，如下圖：；

(5)若廢料中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)為a%,取mkg廢料按上述流程生產(chǎn),最終回收到20kg純度為6%的鎂錠，則鎂的產(chǎn)率為；

(6)參照上述流程圖，設(shè)計經(jīng)三步,由濾渣3加足量的鹽酸酸溶得到氯化鎂溶液，在氯化氫的氛圍中蒸干、灼燒得到無水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂得到鎂錠，路線如下：。