Question

20．以硼镁泥（主要成分为MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO）为原料制备高纯Mg（OH）₂的流程如图1：

己知：
①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如表所示：

pH值	Mg（OH）2	Mn（OH）2	MnO（OH）2	Fe（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3
开始沉淀时	9.3	7.1	7.8	7.6	3.7	2.3
沉淀完全时	10.8	10.8	9.8	9.6	4.7	3.7

②温度高于340℃时Mg（OH）₂开始分解为MgO和H₂O．
（1）“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为ac
a．将硼镁泥制成浆料    b．降低浸取温度  c．用盐酸多次浸取
（2）“浸取”时，MgSiO₃与盐酸反应的化学方程式为MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O
（3）“除铁、铝”时，需调节溶液pH范围为4.7＜pH＜7.1．
（4“除Mn²⁺”时发生反应的离子方程式为Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；过滤3所得滤渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂．
（5）“沉镁”时，反应温度与Mg（OH）₂的产率如图2所示，当温度超过60℃，随温度再升高，Mg（OH）₂产率反而降低，其原因可能是氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低．

Answer 1

分析 以硼镁泥（主要成分为MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO）为原料制备高纯Mg（OH）₂的流程：加入盐酸浸取，MgSiO₃、Fe₂O₃及少量Al₂O₃、FeO和MnO都和硫酸反应，其中MgSiO₃发生反应MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O，生成的SiO₂•nH₂O过滤，滤液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺，加入双氧水溶液把亚铁离子氧化成铁离子，加氨水调节pH，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣2含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃，向滤液中加入双氧水双氧水和适量氢氧化钠发生反应Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O，过滤除去锰离子，少量镁离子被沉淀，过滤3所得滤渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂，向滤液中加入20%的氨水沉淀镁离子，过滤洗涤沉淀，得到产品，据此分析解答．

解答 解：（1）“浸取”时，将硼镁泥制成浆料、用盐酸多次浸取可提高镁的浸取率，故答案为：ac；
（2）由流程可知，“浸取”时，MgSiO₃与盐酸反应生成SiO₂•nH₂O，化学方程式为：MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O；
故答案为：MgSiO₃+2HCl+（n-l）H2O=MgCl₂+SiO₂•nH₂O；
（3）“除铁、铝”时，需调节溶液pH的目的是使铁离子、铝离子沉淀完全，但不能使锰离子、镁离子沉淀，由图表可知pH范围为：4.7＜pH＜7.1；
故答案为：4.7＜pH＜7.1；
（4）“除Mn²⁺”时发生反应锰离子生成MnO（OH）₂沉淀除去，离子方程式为：Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；除锰过程加入氢氧化钠，少量镁离子沉淀，故过滤3所得滤渣中含有MnO（OH）₂和Mg（OH）₂；
故答案为：Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO（OH）₂↓+H₂O；Mg（OH）₂；
（5）当温度超过60℃，随温度再升高，氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低，Mg（OH）₂产率反而降低，
故答案为：氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低．

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．