Question

【题目】石棉尾矿主要含有Mg3(Si2O5)(OH)4和少量的Fe2O3、Al2O3。以石棉尾矿为镁源制备碳酸镁晶体(MgCO3·nH2O)的工艺如下：

已知“焙烧”过程中的主反应为：

（1）写出焙烧产物NH3的电子式_____________________。

（2）为提高水浸速率，可采取的措施为_______________________（任写一条），“浸渣”的主要成分为__________________。

（3）“调节pH除杂”时，需将pH调至5.0，则除去的杂质离子是______________，此时溶液中的c(Fe3+)=__________________（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38）。

（4） “沉镁”过程中反应的离子方程式为_______________________________________。“沉镁”时若温度超过60℃，将产生较多的碱式碳酸镁杂质，原因是________________

Answer 1

【答案】将焙烧渣粉碎或加热或搅拌SiO2Fe3+、Al3+4.0×10-11mol/LMg2+＋2HCO-＋(n-1)H2O＝MgCO3nH2O↓＋CO2↑升温促进Mg2＋部分水解或升温促进Mg2＋水解

【解析】

以石棉尾矿（主要含有Mg3 ( Si2O5)（OH）4和少量的Fe2O3、Al2O3）为原料制备碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）的工艺流程：加入硫酸铵焙烧得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，形成Mg2+、Fe3+、Al3+的溶液，SiO2不溶于水形成浸渣，加入NH3H2O将pH调至8.0左右，将Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式过滤除去，向含有镁离子的滤液中加入碳酸氢铵发生反应：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑，洗涤晶体可得，据此分析解答。

（1）氨气为共价化合物，电子式为：；（2）将焙烧渣粉碎或加热或搅拌可以提高水浸速率，石棉尾矿加入硫酸铵焙烧得到MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，SiO2不溶于水形成浸渣；故答案为：将焙烧渣粉碎或加热或搅拌；SiO2；（3）“调节pH除杂”时，需将pH调至5.0，则除去的杂质离子是Fe3+、Al3+；此时溶液中c(OH-)=10-9mol/L，Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+) c3(OH-)= c(Fe3+)×（10-9mol/L）3 =4.0×10-38，则c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L；（4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O↓+CO2↑；“沉镁”时若温度超过60℃，将产生较多的碱式碳酸镁杂质，原因是升温促进Mg2＋部分水解或升温促进Mg2＋水解。