Question

11．水合堿式碳酸鎂[4MgCO₃•Mg（OH）₂•4H₂O〕，又稱輕質(zhì)碳酸鎂．常利用菱鎂礦（質(zhì)量含量為碳酸鎂90%，碳酸鈣10%〕碳化法制�。�

（1）根據(jù)下列表格數(shù)據(jù)，選擇消化反應(yīng)的最佳溫度70℃；理由是溫度進(jìn)一步升高同等幅度，轉(zhuǎn)化率幾乎不變，但能耗增加．

消化溫度/℃	30	40	50	60	70	80	90
轉(zhuǎn)化率/%	50.3	58.2	85.1	85.2	90.7	91.2	91.5

（2）碳化反應(yīng)可生成Mg（HCO₃）₂，生成Mg（HCO₃）₂的化學(xué)方程式為Mg（OH）₂+2CO₂═Mg（HCO₃）₂．
（3）流程圖中煅燒反應(yīng)和熱解反應(yīng)可以為碳化反應(yīng)提供二氧化碳源．
（4）有工藝設(shè)計(jì)利用鹵水碳化法制取輕質(zhì)碳酸鎂：
①鹵水中含有Fe²⁺和Mn²⁺，當(dāng)其濃度小于1×10^-5時(shí)，可以認(rèn)為完全除去．常溫時(shí)當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH為9.5時(shí)，此時(shí)Mn²⁺小于10^-5mol/L，不會(huì)沉淀出來(lái)．

物質(zhì)	Mg（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mn（OH）2
Ksp	10-11	10-39	10-17	10-14

②如果把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，從環(huán)境角度選擇最合適的氧化劑為C．
A．Ca（C1O）₂   B．Cl₂   C．H₂O₂   D．HNO₃
③下列方案中，較好的為方案2，理由是加入碳酸鈉的產(chǎn)品中易混入更多雜質(zhì)，不易提純．

Answer 1

分析 菱鎂礦（質(zhì)量含量為碳酸鎂90%，碳酸鈣10%〕碳化法制取水合堿式碳酸鎂[4MgC0₃•Mg（OH）₂•4H₂O〕，將菱鎂礦煅燒，得到氧化鎂和氧化鈣，再加入水發(fā)生消化反應(yīng)，凈化得到氫氧化鎂，與二氧化碳發(fā)生碳化反應(yīng)，Mg（OH）₂+2CO₂═Mg（HCO₃）₂，再熱解得到產(chǎn)品，反應(yīng)為：5Mg（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$[4MgCO₃•Mg（OH）₂•4H₂O+6CO₂↑，
（1）選擇轉(zhuǎn)化率大但是又不多余耗能的；
（2）由流程圖可知Mg（HCO₃）₂由Mg（OH）₂和2CO₂反應(yīng)而來(lái)；
（3）流程圖中煅燒反應(yīng)和最后的熱解反應(yīng)能提高二氧化碳；
（4）①根據(jù)離子不沉淀，離子積小于溶度積計(jì)算；
②把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，從環(huán)境角度選擇最合適的氧化劑應(yīng)為不會(huì)生成污染環(huán)境的物質(zhì)為佳；
③方案1中加入碳酸鈉的產(chǎn)品中易混入更多雜質(zhì)，不易提純．

解答 解：（1）由圖可知，70℃時(shí)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率較大，但是溫度進(jìn)一步升高同等幅度，轉(zhuǎn)化率幾乎不變，但能耗增加；
故答案為：70℃；溫度進(jìn)一步升高同等幅度，轉(zhuǎn)化率幾乎不變，但能耗增加；
（2）由流程圖可知Mg（HCO₃）₂由Mg（OH）₂和2CO₂反應(yīng)而來(lái)，反應(yīng)為：Mg（OH）₂+2CO₂═Mg（HCO₃）₂；
故答案為：Mg（OH）₂+2CO₂═Mg（HCO₃）₂；
（3）煅燒反應(yīng)中碳酸鎂和碳酸鈣生成二氧化碳，熱解反應(yīng)生成二氧化碳；
故答案為：煅燒反應(yīng)；熱解反應(yīng)；
（4）①已知：Ksp（Mn（OH）₂）=10^-14，常溫時(shí)當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH為9.5時(shí)，c（OH^-）=10^-4.5，此時(shí)Mn²⁺小于不沉淀，則c（Mn²⁺）•c（OH^-）²＜Ksp（Mn（OH）₂）=10^-14，則c（Mn²⁺）＜$\frac{1{0}^{-14}}{（1{0}^{-4.5}）^{2}}$=10^-5；
故答案為：10^-5；
②把Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，從環(huán)境角度選擇過(guò)氧化氫的產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境；
故答案為：C；
③利用鹵水碳化法制取輕質(zhì)碳酸鎂，方案1中加入碳酸鈉的產(chǎn)品中易混入更多雜質(zhì)，不易提純，故方案2更合適；
故答案為：方案2；加入碳酸鈉的產(chǎn)品中易混入更多雜質(zhì)，不易提純．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解、溶度積的計(jì)算等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．