马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。炉料中除有煅烧白云石和硅铁外,还加入煅烧过的铝土矿,加Al2O3的主要目的是降低渣的熔点,便于液态排渣。已知白云石的成分为Ca
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马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。炉料中除有煅烧白云石和硅铁外,还加入煅烧过的铝土矿,加Al2O3的主要目的是降低渣的熔点,便于液态排渣。已知白云石的成分为Ca
题型:不详
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马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。炉料中除有煅烧白云石和硅铁外,还加入煅烧过的铝土矿,加Al
2
O
3
的主要目的是降低渣的熔点,便于液态排渣。
已知白云石的成分为CaCO
3
·MgCO
3
,硅铁是指含有55%硅左右的铁[可表示为Si(Fe)],作还原剂,最后得到低品位的硅铁[可表示为Fe(Si)],简易流程图如下
试回答下列问题
(1)反应①,白云石煅烧得CaO·MgO的化学方程式为:
。
(2)反应②,还原炉中发生反应生成镁和炉渣的化学方程式为:
。
(3)该成分的沪渣是一种工业生产的重要原料,可作为生产
原料。
(4)马格尼特法冶炼镁,一台4500千瓦的炉子可日产约7.2吨镁,一天至少约消耗含硅60%的硅铁
吨。
答案
(1)CaCO
3
·MgCO
3
CaO·MgO+2CO
2
↑
(2)2(CaO·MgO)+Si(Fe)+0.3Al
2
O
3
2Mg+2CaO·SiO
2
·0.3Al
2
O
3
+Fe(Si)
[或:2(CaO·MgO)+Si+0.3Al
2
O
3
2Mg+2CaO·SiO
2
·0.3Al
2
O
3
]
(3)水泥 (4)8.4t
解析
本题考查工艺流程中镁的冶炼。(2)由题中所述和流程中的信息,还原炉中为白云石煅烧产物与硅铁、铝土矿发生氧化还原反应,生成炉渣、镁以及低品位的硅铁,方程式为:2(CaO·MgO)+Si(Fe)+0.3Al
2
O
3
2Mg+2CaO·SiO
2
·0.3Al
2
O
3
+Fe(Si);(3)该炉渣主要成分为硅酸盐,可以用来生成水泥等硅酸盐产品;(4)由关系:
2Mg~Si
48 28
7.2 x
X=4.2t
进矿渣的硅为4.2t。
设原有硅0.6x,进入低品硅铁中有硅0.6x-4.2
反应后,低品位硅铁变成了:x-4.2,可得: =0.2,x=8.4t。
举一反三
用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。
①浸泡海带:取海带500g,加13~15倍水量分两次浸泡,得浸出液6000mL左右,碘含量为0.5g/L。
②碱化浸出液除褐藻糖胶:即海带浸出液1000mL,加入浓度为40% 的NaOH溶液,控制pH值为12左右,充分搅拌后使褐藻酸钠絮状沉淀而沉降。采用倾析法分离出清液。
③氧化游离:向上述清液中加入浓度为6mol× L
-1
的H
2
SO
4
溶液,使pH值为1.5~2。往酸化后溶液中加入NaClO溶液或H
2
O
2
溶液,充分搅拌并观察溶液颜色变化。待溶液由淡黄逐渐变成棕红色即表明I
-
离子已转变为多碘离子(I
3
-
)。
④交换吸附:氯型强碱性阴离子交换树脂(R—Cl表示)注入交换柱中(树脂层高度为12cm),如右图连接交换装置,待溶液全部通过后,树脂颜色变为黑红色。
⑤洗脱:分两步进行
第一步:取8~10% 的NaOH溶液40mL注入交换柱中。在强碱作用下,树脂颜色逐渐变浅,待树脂基本褪色后,放出溶液,收集于一小烧杯中为碱性洗脱液。
第二步:取10% 的NaCl溶液40mL注入上述交换柱中。稍待一会儿,慢慢放出溶液收集于另一小烧瓶中,为氯化钠洗脱液。
⑥往碱性洗脱液中滴加H
2
SO
4
溶液(6mol/L),烧杯底部会析出一层泥状粗碘。
⑦往氯化钠洗脱液中滴加H
2
SO
4
溶液(6mol/L)使之酸化,再滴加10% 的NaNO
2
溶液(在通风橱中进行)。待溶液由无色转变为棕红色直至出现棕黑色浑浊。
⑧离心分离即得粗碘。
试回答下列问题
(1)步骤③在酸性条件下用NaClO(或H
2
O
2
)氧化碘的离子方程式:
,
及I
2
+I
-
I
3
-
。如何用化学方法检验有多碘离子生成
。
(2)第④步发生的离子反应为:
。
(3)步骤⑤洗脱时第一步发生的离子反应为(洗脱液中含有I
-
和IO
3
-
离子):
;第二步洗脱发生的离子反应为:
。
(4)步骤⑦发生反应的离子方程式为
。
题型:不详
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对下列工业生产应用或解释正确的是 ( )
A.通过提高烟囱的高度可减少污染气体的排放
B.电解Al
2
O
3
过程中加入冰晶石(Na
3
AlF
6
),可降低Al
2
O
3
熔融温度
C.接触法制硫酸工业中,常常采用加压来提高SO
2
的转化率
D.氯碱工业中,电解池两电极材料必须都要用耐腐蚀导电材料
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。
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