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硼酸和轻质碳酸镁是重要的化工产品,以硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O)为原料制备硼酸(H3BO3)和轻质碳酸镁[MgCO3・Mg(OH)2•2H2O]的工艺流程如图所示:

已知:硼镁泥的主要成分是Mg(OH)2,还含有其他杂质(Fe2O3、FeO、CaCO3、MnO)等)。
(1)为了提高硼镁矿“碱溶”速率,除适当增加碱溶液浓度外,还可以采取的措施有提高反应温度、将硼镁矿粉碎等提高反应温度、将硼镁矿粉碎等。
(2)上述流程NaBO2溶液中生成硼砂(Na2B4O7)的离子方程式为4BO2-+CO2=B4O72-+CO32-4BO2-+CO2=B4O72-+CO32-。
(3)H3BO3是一元弱酸,在水溶液中电离出的阴离子是B(OH)4-,则硼酸的电离方程式是H3BO3+H2O⇌B(OH)4-+H+H3BO3+H2O⇌B(OH)4-+H+。
(4)经分析滤渣1中除含有Fe(OH)3外,还有MnO2,请用离子方程式表示滤渣1含有MnO2的原因Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-。
(5)“除钙”就是从MgSO4溶液中分离出CaSO4,即滤渣Ⅲ的主分是CaSO4.根据图MgSO4、CaSO4,的溶解度随温度的变化曲线比较合理的“除钙”操作是蒸发浓缩,趁热过滤蒸发浓缩,趁热过滤。

(6)“合成”时需要控制温度在80℃左右,这样做的原因可能是温度过高时轻质碳酸镁、碳酸铵会分解,温度过低时,反应速率太慢温度过高时轻质碳酸镁、碳酸铵会分解,温度过低时,反应速率太慢,写出“合成”轻质碳酸镁的化学方程式2MgSO4+2(NH4)2CO3+3H2O=MgCO3・Mg(OH)2•2H2O↓+2(NH4)2SO4+CO2↑2MgSO4+2(NH4)2CO3+3H2O=MgCO3・Mg(OH)2•2H2O↓+2(NH4)2SO4+CO2↑。
【答案】提高反应温度、将硼镁矿粉碎等;4BO2-+CO2=B4O72-+CO32-;H3BO3+H2O⇌B(OH)4-+H+;Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-;蒸发浓缩,趁热过滤;温度过高时轻质碳酸镁、碳酸铵会分解,温度过低时,反应速率太慢;2MgSO4+2(NH4)2CO3+3H2O=MgCO3・Mg(OH)2•2H2O↓+2(NH4)2SO4+CO2↑
【解答】
【点评】
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