Question

【題目】以鎂渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]為原料制取六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)，具體的工藝流程如圖：

已知：①濾液2與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClx·mH2O]，當x=1，m=0時，堿式氯化鎂為Mg(OH)Cl。

②相關金屬離子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表：

請回答下列問題：

（1）實驗室煅燒樣品的實驗儀器為__。

（2）濾渣2的主要成分是__。

（3）通過調節濾液2的pH來獲取Mg(OH)2沉淀，則溶液pH的范圍為___。

（4）向溶液A中先加入___(填化學式)酸化，然后___、冷卻結晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O，取少量低溫干燥得到的MgCl2·6H2O晶體溶于水后發現溶液呈堿性，則含有的雜質是__從操作上分析引入雜質的原因是__。

（5）熱重分析法是程序控制溫度下測最物質的質量與溫度關系的一種實驗技術。MgCl2·6H2O的熱重曲線如圖。已知：MgCl2·6H2O在空氣中受熱脫水時，不產生無水氯化鎂。

①試確定200℃時固態物質的化學式：___。

②溫度升至554℃時分解得到的主要產物為白色固體和一種酸性氣體，寫出該反應的化學方程式：___。

Answer 1

【答案】坩堝 Fe(OH)3 Al(OH)3 10.9≤pH<11.3 HCl 蒸發濃縮 堿式氯化鎂或氫氧化鎂 過度蒸發導致氯化鎂水解 MgCl2·2H2O Mg(OH)ClMgO＋HCl

【解析】

以鎂渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]為原料制取六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)，由流程可知，鎂渣在700℃煅燒，只發生MgCO3和Mg(OH)2的分解反應，然后在固體中加入鹽酸，可與MgO、CaCO3、Al2O3、Fe2O3反應生成氯化鎂，氯化鈣、氯化鐵，濾渣1為SiO2，調節pH=5，鐵離子和鋁離子沉淀完全，濾渣2為Al(OH)3 和Fe(OH)3，溶液中只余下氯化鎂和氯化鈣，再調節10.9≤pH<11.3，將鎂沉淀，最后在濾渣3中加鹽酸酸化得溶液A，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O。

（1）固體灼燒用坩堝，實驗室煅燒樣品的實驗儀器為坩堝。故答案為：坩堝；

（2）調節pH=5，鐵離子和鋁離子沉淀完全，濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。故答案為：Fe(OH)3 、Al(OH)3；

（3）PH大于10.9時Mg(OH)2沉淀完全，常溫下，飽和石灰水的pH約為11.3，通過調節濾液2的pH來獲取Mg(OH)2沉淀，則溶液pH的范圍為10.9≤pH<11.3。故答案為：10.9≤pH<11.3；

（4）為防止引入新的雜質，向溶液A中先加入HCl酸化，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到MgCl2·6H2O，取少量低溫干燥得到的MgCl2·6H2O晶體溶于水后發現溶液呈堿性，則含有的雜質是堿式氯化鎂或氫氧化鎂，從操作上分析引入雜質的原因是過度蒸發導致氯化鎂水解。故答案為：HCl；蒸發濃縮；堿式氯化鎂或氫氧化鎂；過度蒸發導致氯化鎂水解；

（5）①n(MgCl2·6H2O)= =0.02mol，m(MgCl2)=0.02mol×95g·mol－1=1.9g，200℃時，失去部分結晶水，固體中結晶水2.62g-1.9g=0.72g，n(H2O)= =0.04mol，200℃時固態物質中：n(MgCl2):n(H2O)=0.02:0.04=1:2，200℃時固態物質的化學式：MgCl2·2H2O。故答案為：MgCl2·2H2O；

②加熱到一定的溫度，水解程度增大，生成堿式氯化鎂和氯化氫，故溫度升至554℃時分解得到的主要產物為白色固體和一種酸性氣體，該反應的化學方程式：Mg(OH)ClMgO＋HCl。故答案為：Mg(OH)ClMgO＋HCl。