【知识点】
1. 化学工艺流程:题中描述了一个以硼镁矿为原料生产硼酸和轻质氧化镁的工艺流程,涉及溶解、过滤、沉淀等步骤,展现了化学在工业生产中的应用。
2. 化学方程式书写:在95℃下“溶浸”硼镁矿粉时,氨气和碳酸氢铵反应生成碳酸铵,方程式为NH4HCO3 + NH3 → (NH4)2CO3。在“吸收”过程中,氨气与碳酸氢铵反应生成的碳酸铵。
3. 滤渣成分分析:“滤渣1”的主要成分为矿石中的SiO2、Fe2O3、Al2O3。检验Fe3+通常采用KSCN溶液,若出现红色络合物则证明存在Fe3+。
4. 酸的性质:H3BO3的解离平衡常数Ka=5.81×10-10,表明它是弱酸。调节pH至3.5是为了增加H+浓度,促进H3BO3的生成,提高硼酸的产率。
5. 沉淀反应:在“沉镁”过程中,Mg2+与CO32-结合生成Mg(OH)2·MgCO3的离子方程式为2Mg2++3CO32-+2H2O → Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-。母液经过加热后可以返回“溶浸”工序循环使用,碱式碳酸镁高温焙烧可以制备轻质氧化镁。
6. 工艺流程优化:在处理含有多元金属离子的溶液时,需要根据各金属离子的开始沉淀和完全沉淀的pH范围进行调节,确保特定离子的沉淀而不会影响其他离子。
7. 除杂策略:“除杂1”和“除杂2”分别用于去除Zn2+和Ni2+以及Mg2+,通过调整pH值和选择性沉淀实现。
8. 氧化还原反应:“氧化”步骤中添加MnO2可能是为了将Fe2+氧化为Fe3+,提高后续除杂效果。
9. 沉锰过程:在“沉锰”过程中,Mn2+与HCO3-反应生成MnCO3的离子方程式为Mn2++2HCO3- → MnCO3↓+CO2↑+H2O。
10. 化学计算:在层状镍钴锰三元材料LiNixCoyMnzO2中,依据化合物的电荷平衡,当x=y=13时,z的值为13。这是因为Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4,总正电荷数等于锂离子的总数,即2x+3y+4z=2(13+13),解得z=13。
总结,此题涉及到的化学知识点包括化学工艺流程设计、化学反应方程式的书写、物质性质(如弱酸性、沉淀pH范围)、除杂策略、氧化还原反应以及化学计算等,这些都是高中化学学习的重点内容。