Question

【題目】碳酸鎂晶須是一種新型吸波隱形材料中的增強劑。某工廠以MgCl2(含少量雜質FeCl2、FeCl3)為原料制備碳酸鎂晶須（MgCO3·H2O）的工藝流程如下：

已知：Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氫氧化物沉淀時的pH

物質	開始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Mg(OH)2	9.9	11.1

注：Fe(OH)2沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去。

（1）寫出“氧化”過程中發生的離子反應方程式并用單線橋標出電子轉移的方向和數目 。

（2）pH調節的范圍 ，濾渣的主要成分 （填化學式）。

（3）操作X包括過濾、洗滌、烘干，證明碳酸鎂晶須已經洗滌干凈的方法 。

（4）水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的測定

①取水浸后溶液100.00 mL，測得Cl的濃度為0.455 mol·L1，向其中緩緩通入氯氣使Fe2+恰好完全轉化為Fe3+，測得此時溶液中Cl的濃度為0.460 mol·L1（溶液體積變化忽略不計）。

②另取水浸后溶液100.00 mL，向其中加入過量的1 mol·L1 NaOH溶液，充分反應后過濾、洗滌、灼燒，冷卻后，稱得固體粉末的質量為0.96 g。

試通過計算確定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物質的量濃度（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】（1）

（2）3.7~9.9Fe(OH)3（3）取少量最后一次洗滌液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則證明已洗滌干凈（4）c(Fe2+)=0.005mol·L1c(Fe3+)=0.015mol·L1

【解析】

試題分析：（1）Fe(OH)2沉淀呈絮狀，不易從溶液中除去，因此氧化過程中Fe2+被氧化成Fe3+，離子方程式為： ；（2）調節pH是為了讓Fe3+變成沉淀除去，而Mg2+不沉淀，因此pH值的調節范圍是3.7—9.9，濾渣的主要成分是Fe(OH)3；（3）碳酸鎂晶須若未洗凈，則會含有NH4Cl溶液，因此證明碳酸鎂晶須已經洗滌干凈的方法取少量最后一次洗滌液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成則證明已洗滌干凈；

（4）由關系式“2Fe2+~ Cl2~ 2Cl”可知，增加的Cl-的物質的量即為Fe2+的物質的量

n(Fe2+) =100×10-3×(0.460-0.455)=5.0×10-4mol

c(Fe2+)=5.0×10-4÷100×10-3=0.005mol·L1

固體的成分為Fe2O3、MgO

則[n(Fe3+)+n(Fe2+)]×0.5×160+n(Mg2+)×40=0.96

根據溶液中的電荷守恒：3n(Fe3+)+2n(Fe2+)+2n(Mg2+)=0.455×100×10-3

則n(Fe3+)=1.5×10-3mol

即c(Fe3+)=0.015mol·L1。