硼酸(H3BO3)能溶于水,可用于玻璃、醫(yī)藥、紡織等工業(yè)。碳酸鎂可用于制造防火涂料、牙膏等。某工廠以硼鎂鐵礦(主要成分為Mg2B2O5?H2O,雜質(zhì)有SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3)為原料制備硼酸、碳酸鎂的工藝流程如如圖所示:

已知:①常溫時(shí)實(shí)驗(yàn)條件下幾種金屬離子形成沉淀的pH如下表;
②SiO2不溶于水,也不與酸反應(yīng);
③硼酸各溫度下的的溶解度如下表。
硼酸的溶解度
溫度/℃ | 溶解度,g/100g | 溫度,℃ | 溶解度,g/100g | |||
0 | 2.77 | 40 | 8.90 | |||
10 | 3.65 | 50 | 11.39 | |||
20 | 4.87 | 60 | 14.89 | |||
25 | 5.74 | 80 | 23.54 | |||
30 | 6.77 | 100 | 38.00 | |||
開(kāi)始沉淀 | 完全沉淀 | |||||
Fe3+ | 2.7 | 3.2 | ||||
Fe2+ | 7.6 | 9.6 | ||||
Al3+ | 4.0 | 5.2 | ||||
Mg2+ | 9.6 | 11.1 |
粉碎
粉碎
,寫出料渣1的化學(xué)式 SiO2
SiO2
。(2)酸浸時(shí)Mg2B2O5?H2O與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和硼酸,寫出化學(xué)方程式
Mg2B2O5?H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3
Mg2B2O5?H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3
;氧化過(guò)程的化學(xué)方程式為:X+H2SO4+2FeSO4=Fe2(SO4)3+2H2O。X化學(xué)式是 H2O2
H2O2
,X作氧化劑的優(yōu)點(diǎn) 不會(huì)引入新雜質(zhì)
不會(huì)引入新雜質(zhì)
。(3)為提高產(chǎn)品純度,控制的pH范圍是
5.2~9.6
5.2~9.6
;試劑Y為 AD
AD
(填選項(xiàng))。A.MgO
B.Fe2O3
C.Fe(OH)3
D.Mg(OH)2
(4)為測(cè)量所得硼酸純度,取3.00g制取的硼酸樣品溶于甘露醇與蒸餾水混合溶液中配成500mL溶液,取出25.00mL放入錐形瓶并滴加3滴酚酞試液,用0.004g/mLNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行中和滴定,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗22.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。則滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是
滴入最后一滴NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液恰好變成紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
滴入最后一滴NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液恰好變成紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
,樣品中硼酸的純度是 90.9%
90.9%
?(請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程,小數(shù)點(diǎn)后保留一位有效數(shù)字,中和反應(yīng)的化學(xué)方程式為H3BO3+NaOH═NaH2BO3+H2O)。(5)操作Z包括:
加熱濃縮
加熱濃縮
、冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
、過(guò)濾、洗滌、干燥。(6)此工藝流程中提高硼酸產(chǎn)率措施有:
使用冰水洗滌
使用冰水洗滌
、使用硼酸飽和溶液洗滌等
使用硼酸飽和溶液洗滌等
……【答案】粉碎;SiO2;Mg2B2O5?H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3;H2O2;不會(huì)引入新雜質(zhì);5.2~9.6;AD;滴入最后一滴NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液恰好變成紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色;90.9%;加熱濃縮;冷卻結(jié)晶;使用冰水洗滌;使用硼酸飽和溶液洗滌等
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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