富硼渣中含有鎂硼酸鹽(2MgO?B2O3)、鎂硅酸鹽(2MgO?SiO2)及少量Al2O3、FeO等雜質(zhì)。由富硼渣濕法制備硫酸鎂晶體和硼酸(H3BO3)晶體的一種工藝流程如圖1。
已知:生成氫氧化物沉淀的pH(金屬離子的起始濃度為0.1mol/L)
|
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
開(kāi)始沉淀時(shí) |
1.9 |
3.4 |
7.0 |
9.1 |
完全沉淀時(shí) |
3.2 |
4.7 |
9.0 |
11.1 |
(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有
研磨
研磨
、
加熱
加熱
等。
(2)酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng):2MgO?SiO
2+2H
2SO
4═2MgSO
4+SiO
2+2H
2O,2MgO?B
2O
3+2H
2SO
4+H
2O═2H
3BO
3+2MgSO
4。
①上述反應(yīng)體現(xiàn)出酸性強(qiáng)弱:H
2SO
4>
>
H
3BO
3(填“>”或“<”)。
②酸浸時(shí),富硼渣中所含Al
2O
3和FeO也同時(shí)溶解,寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式:
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
、
FeO+2H+=Fe2++H2O
FeO+2H+=Fe2++H2O
。
③已知硼酸與過(guò)量NaOH溶液發(fā)生的中和反應(yīng)為:H
3BO
3+OH
-=B(OH)
4-。下列關(guān)于硼酸的說(shuō)法正確的是
ac
ac
(填序號(hào))。
a.硼酸是一元酸
b.向NaHCO
3固體中滴加飽和硼酸溶液,有氣泡產(chǎn)生
c.硼酸的電離方程式可表示為:H
3BO
3+H
2O?B(OH)
4-+H
+(3)檢驗(yàn)褐色浸出液中的雜質(zhì)離子:取少量浸出液,
滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
(填操作和現(xiàn)象),證明溶液中含有Fe
2+。
(4)除去浸出液中的雜質(zhì)離子:用MgO調(diào)節(jié)溶液的pH至
4.7
4.7
以上,使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為
Al(OH)3、Fe(OH)3
Al(OH)3、Fe(OH)3
(填化學(xué)式)沉淀,過(guò)濾。
(5)獲取晶體:
?。疂饪s濾液,使MgSO
4和H
3BO
3接近飽和;
ⅱ.控制溫度使兩種晶體分別從溶液中結(jié)晶。
結(jié)合如圖2溶解度曲線,簡(jiǎn)述ⅱ的方法:將濃縮液加入到高壓釜中,升溫結(jié)晶得到
硫酸鎂
硫酸鎂
晶體,分離后,再將母液降溫結(jié)晶,分離得到
硼酸
硼酸
晶體。