富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO•B2O3)、镁硅酸盐(2MgO•SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如图1。

已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)
Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | |
开始沉淀时 | 1.9 | 3.4 | 7.0 | 9.1 |
完全沉淀时 | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 11.1 |
研磨
研磨
、加热
加热
等。(2)酸浸时发生反应:2MgO•SiO2+2H2SO4═2MgSO4+SiO2+2H2O,2MgO•B2O3+2H2SO4+H2O═2H3BO3+2MgSO4。
①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4
>
>
H3BO3(填“>”或“<”)。②酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
、FeO+2H+=Fe2++H2O
FeO+2H+=Fe2++H2O
。③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3+OH-=B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是
ac
ac
(填序号)。a.硼酸是一元酸
b.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
c.硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3+H2O⇌B(OH)4-+H+
(3)检验褐色浸出液中的杂质离子:取少量浸出液,
滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+。(4)除去浸出液中的杂质离子:用MgO调节溶液的pH至
4.7
4.7
以上,使杂质离子转化为 Al(OH)3、Fe(OH)3
Al(OH)3、Fe(OH)3
(填化学式)沉淀,过滤。(5)获取晶体:
ⅰ.浓缩滤液,使MgSO4和H3BO3接近饱和;
ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。
结合如图2溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜中,升温结晶得到
硫酸镁
硫酸镁
晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到 硼酸
硼酸
晶体。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】研磨;加热;>;Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;FeO+2H+=Fe2++H2O;ac;滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀;4.7;Al(OH)3、Fe(OH)3;硫酸镁;硼酸
【解答】
【点评】
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(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
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