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11.水合碱式碳酸镁[4MgCO3•Mg(OH)2•4H2O〕,又称轻质碳酸镁.常利用菱镁矿(质量含量为碳酸镁90%,碳酸钙10%〕碳化法制取:

(1)根据下列表格数据,选择消化反应的最佳温度70℃;理由是温度进一步升高同等幅度,转化率几乎不变,但能耗增加.
消化温度/℃30405060708090
转化率/%50.358.285.185.290.791.291.5
(2)碳化反应可生成Mg(HCO32,生成Mg(HCO32的化学方程式为Mg(OH)2+2CO2═Mg(HCO32
(3)流程图中煅烧反应和热解反应可以为碳化反应提供二氧化碳源.
(4)有工艺设计利用卤水碳化法制取轻质碳酸镁:
①卤水中含有Fe2+和Mn2+,当其浓度小于1×10-5时,可以认为完全除去.常温时当调节溶液pH为9.5时,此时Mn2+小于10-5mol/L,不会沉淀出来.
物质Mg(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2
Ksp10-1110-3910-1710-14
②如果把Fe2+转化为Fe3+,从环境角度选择最合适的氧化剂为C.
A.Ca(C1O)2   B.Cl2   C.H2O2   D.HNO3
③下列方案中,较好的为方案2,理由是加入碳酸钠的产品中易混入更多杂质,不易提纯.

分析 菱镁矿(质量含量为碳酸镁90%,碳酸钙10%〕碳化法制取水合碱式碳酸镁[4MgC03•Mg(OH)2•4H2O〕,将菱镁矿煅烧,得到氧化镁和氧化钙,再加入水发生消化反应,净化得到氢氧化镁,与二氧化碳发生碳化反应,Mg(OH)2+2CO2═Mg(HCO32,再热解得到产品,反应为:5Mg(HCO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$[4MgCO3•Mg(OH)2•4H2O+6CO2↑,
(1)选择转化率大但是又不多余耗能的;
(2)由流程图可知Mg(HCO32由Mg(OH)2和2CO2反应而来;
(3)流程图中煅烧反应和最后的热解反应能提高二氧化碳;
(4)①根据离子不沉淀,离子积小于溶度积计算;
②把Fe2+转化为Fe3+,从环境角度选择最合适的氧化剂应为不会生成污染环境的物质为佳;
③方案1中加入碳酸钠的产品中易混入更多杂质,不易提纯.

解答 解:(1)由图可知,70℃时,物质的转化率较大,但是温度进一步升高同等幅度,转化率几乎不变,但能耗增加;
故答案为:70℃;温度进一步升高同等幅度,转化率几乎不变,但能耗增加;
(2)由流程图可知Mg(HCO32由Mg(OH)2和2CO2反应而来,反应为:Mg(OH)2+2CO2═Mg(HCO32
故答案为:Mg(OH)2+2CO2═Mg(HCO32
(3)煅烧反应中碳酸镁和碳酸钙生成二氧化碳,热解反应生成二氧化碳;
故答案为:煅烧反应;热解反应;
(4)①已知:Ksp(Mn(OH)2)=10-14,常温时当调节溶液pH为9.5时,c(OH-)=10-4.5,此时Mn2+小于不沉淀,则c(Mn2+)•c(OH-2<Ksp(Mn(OH)2)=10-14,则c(Mn2+)<$\frac{1{0}^{-14}}{(1{0}^{-4.5})^{2}}$=10-5
故答案为:10-5
②把Fe2+转化为Fe3+,从环境角度选择过氧化氢的产物为水,不污染环境;
故答案为:C;
③利用卤水碳化法制取轻质碳酸镁,方案1中加入碳酸钠的产品中易混入更多杂质,不易提纯,故方案2更合适;
故答案为:方案2;加入碳酸钠的产品中易混入更多杂质,不易提纯.

点评 本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、溶度积的计算等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.

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选项

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