Question

某小组利用工厂度弃物(主要含MgCO₃、MgSiO₃、Al₂O₃和Fe₂O₃ 等)设计回收镁的工艺流程如下：

(1)酸浸过程中采用“粉碎废料、加热、搅拌、适当提高稀硫酸的浓度等”措施的目的是____________。为了提高产品的纯度，试剂X宜选择_______(填选项字母)。

A．CuO              B．MgO              C．MgCO₃              D．氨水

(2)滤渣2的主要成分是__________(填化学式)。

(3)写出生成滤渣3的离子方程式：_______________________。

(4)已知：298K时,K_sp[Al(OH)₃]=3.0×10^-34、K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38。

①加入试剂X,当Al³⁺ 开始沉淀时,滤液1中=____________。

②向浓度均为0.1mol·L^-1 的Fe(NO₃)₃和Al(NO₃)₃混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。在图中面出生成Al(OH)₃的物质的量与滴加NaOH溶液体积的关系图(大致图)。______

(5)若废料中镁元素的质量分数为a%,取mkg废料按上述流程生产,最终回收到20kg纯度为6%的镁锭，则镁的产率为__________(用含a、b、m 的代数式表示)。

(6)参照上述流程图，设计经三步,由滤渣3得到镁锭的路线：_________________________。

Answer

提高酸浸速率 BCD Al(OH)3、Fe(OH)3 Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+ 7500 ×100%

【解析】(1)酸浸过程中采用“粉碎废料、加热、搅拌、适当提高稀硫酸的浓度等”措施的目的是提高酸浸速率；产品为镁锭，为了提高产品的纯度，试剂X的作用是中和酸调节pH除铝、铁，但不能引入新的杂质，故适宜选择MgO、MgCO3、氨水等，若选CuO会产生铜离子，产生杂质物质，答案选BCD；

(2)通过调节pH，使铝离子、铁离子水解产生沉淀而除去，故滤渣2的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；

(3)利用氨水与硫酸镁反应生成氢氧化镁，故生成滤渣3的离子方程式为：Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+；

(4)① =；②向浓度均为0.1mol·L-1 的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。在图中面出生成Al(OH)3的物质的量与滴加NaOH溶液体积的关系图，一开始产生氢氧化铁沉淀，后产生氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝沉淀逐渐溶解至消失，如下图：；

(5)若废料中镁元素的质量分数为a%,取mkg废料按上述流程生产,最终回收到20kg纯度为6%的镁锭，则镁的产率为；

(6)参照上述流程图，设计经三步,由滤渣3加足量的盐酸酸溶得到氯化镁溶液，在氯化氢的氛围中蒸干、灼烧得到无水氯化镁，电解熔融的氯化镁得到镁锭，路线如下：。