Question

高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢

氧化镁，简要工艺流程如下：

己知1：溶液I中除MgSO₄外，还含有少量Fe^3＋、Al^3＋、Fe^2＋等离子

2：几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示：

（1）Mg在周期表中的位置________________，Si的原子结构示意图为______________。

（2）向溶液I中加入X的作用是________________________________。

（3）向溶液I中加入的两种试剂先后顺序是__________________（填化学式）。

（4）加入H₂O₂溶液反应的离子方程式是______________________。

（5）下图是溶液Ⅱ中Mg^2＋转化率随温度t的变化示意图：

①向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是________________。

②t₁前Mg^2＋转化率增大的原因是______________；t₁后Mg^2＋转化率下降的原因是（用化学方程式表示）_____________________。

Answer

（1）第三周期ⅡA族（2）调节溶液pH

（3）H2O2、MgO [Mg(OH)2或MgCO3]

（4）2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O

（5）①Mg2+ + 2NH3·H2OMg(OH)2↓ + 2NH4+

②镁离子与氨水反应是吸热反应，升高温度，平衡右移，Mg2＋转化率增大

NH3·H2ONH3↑＋H2O

【解析】

试题分析：（1）镁是12号元素在第三周期ⅡA族。硅为14号元素，其原子结构示意图为：（2）滤液中除硫酸镁外，还含有少量的铁离子、铝离子、亚铁离子，根据题中提供的各种金属离子沉淀的pH值分析，加入双氧水可以将亚铁离子氧化生成铁离子，再加入试剂X主要作用是调节溶液的pH值，使铁离子沉淀，可知甲氧化镁或氢氧化镁等，过滤后在滤液中加入氨水使溶液中的镁离子沉淀，得氢氧化镁沉淀，由于要通过使铁离子沉淀的方法除去铁，所以要先氧化再沉淀，根据镁离子转化率随温度T的变化示意图可知，由于氨水与镁离子反应生成氢氧化镁的反应是吸热反应，所以升高温度，镁离子的转化率增大，但随着温度的升高，氨气在水中的溶解度减小，氨水的浓度减小，会导致镁离子的转化率减小。根据以上分析可知，加入X的作用为调节溶液pH。（3）根据上面分析可知，要先氧化再沉淀，所以向溶液中加入的两种试剂的先后顺序为H2O2、 MgO [Mg(OH)2或MgCO3]。（4）过氧化氢和亚铁离子反应生成铁离子和水，离子方程式为：2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O。（5）①镁离子与氨水反应生成氢氧化镁和氢离子，方程式为：Mg2+ + 2NH3·H2OMg(OH)2↓ + 2NH4+ 从图分析，反应不完全，所以用可逆符号。②反应过程随着温度升高，镁离子的转化率增大，说明反应为吸热反应，平衡正向移动。随着温度升高，溶液中的氨水分解生成氨气，使平衡逆向移动，镁离子的转化率降低，所以原因为氨水分解。方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O

考点： 物质的分离和提纯，平衡移动原理