题目

（12分）七水硫酸镁（MgSO4・7H2O）为白色细小四角柱状结晶，无臭，味苦，在干燥空气中易风化，易溶于水，缓溶于甘油，微溶于乙醇，热至68℃以上熔化。在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣――硼镁泥可制取七水硫酸镁。表1  硼镁泥的主要化学成分成分MgOSiO2Fe2O3CaOB2O3Al2O3MnOCO2质量分数%25-3818-256-151-31-21-21-215-20表2  部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值4.73.29.710.411.2硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下根据以上流程图并参考表格数据，试回答下列问题：⑴ 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂（Na2B4O7・10H­2O）时的废渣。将硼镁矿（2MgO・B2O）锻烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应， 试写出反应方程式：                        。⑵ 沉淀A中除二氧化硅外，还含有硼酸，硼酸微溶于水，为一元弱酸，其酸性不来源于羟基的电离，写出硼酸水溶液电离方程式                                。⑶ CaSO4的溶解度随温度升高变化不明显，在得到沉淀C时，对蒸发浓缩后的溶液却要进行趁热过滤，原因是                                            。⑷ 经对沉淀B进行分析，发现其中含有二氧化锰，用方程式解释原因：        。⑸ 用正三辛胺（TOA）做萃取剂，磺化煤油做稀释剂，通过有机萃取也可以用来除去硫酸镁浸出液中的铁。其主要反应如下：Fe2＋＋H2O＝Fe(OH)2＋＋H＋                       ⑴Fe(OH)2＋＋SO42－＝Fe(OH)SO4                     ⑵2R3N＋H2SO4＝(R3NH)2SO4                          ⑶Fe(OH)SO4＋(R3NH)2SO4＝Fe(OH)SO4・(R3NH)2SO4     ⑷试问：浸出液初始pH须加H2SO4调至0.9左右，pH＞1.5时不利于萃取。试给出须加H2SO4的两个理由                                                                                                                                。pH＜0.5亦不利于萃取，给出其主要原因                                      。 答案：⑴ 2MgO・B2O3+Na2CO3+CO2=Na2B4O7+2MgCO3    ⑵ H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-      ⑶ 防止较低温度下七水硫酸镁晶体析出  ⑷ Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-⑸ 碱性条件下，Fe3+会水解，生成Fe(OH)2+和Fe(OH)3，无法萃取，要生成Fe(OH)SO4・(R3NH)2SO4，需要H2SO4作反应物酸性太强，Fe(OH)2+被破坏为Fe3+     (R3NH)2SO4+H2SO4=2(R3NH)HSO4，不能生成Fe(OH)SO4・(R3NH)2SO4

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