Question

【題目】實驗室以一種工業廢渣（主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）為原料制備MgCO33H2O．實驗過程如圖1：

（1）酸溶過程中主要反應的熱化學方程式為
MgCO3（s）+2H+（aq）═Mg2+（aq）+CO2（g）+H2O（l）△H=﹣50.4kJmol﹣1
Mg2SiO4（s）+4H+（aq）═2Mg2+（aq）+H2SiO3（s）+H2O（l）△H=﹣225.4kJmol﹣1
酸溶需加熱的目的是_；所加H2SO4不宜過量太多的原因是 ．
（2）加入H2O2氧化時發生發應的離子方程式為
（3）用圖2所示的實驗裝置進行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+ ．
①實驗裝置圖中儀器A的名稱為 ．
②為使Fe3+盡可能多地從水相轉移至有機相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機萃取劑，、靜置、分液，并重復多次．
（4）請補充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO33H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水， ， 過濾、用水洗滌固體2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O．
已知該溶液中pH=8.5時Mg（OH）2開始沉淀；pH=5.0時Al（OH）3沉淀完全]．

Answer 1

【答案】
（1）加快反應（酸溶）速率；避免制備MgCO3時消耗更多的堿
（2）H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O
（3）分液漏斗；充分振蕩
（4）至5＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加碳酸鈉溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清夜中滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀生成
【解析】解：廢渣主要成分為MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物，加入40%的硫酸酸溶，過量后濾液中含有硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸鋁和過量的硫酸，加入H2O2氧化亞鐵離子，然后加入有機萃取劑萃取Fe3+ ， 分液后可除去溶液中的Fe3+ ， 分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+ ， 可調節溶液pH至5＜pH＜8.5，可除去Al3+ ， 又可防止生成Mg（OH）2 ， 過濾后在濾液中加入碳酸鈉溶液，可生成MgCO3沉淀，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O．（1）酸溶需加熱的目的是加快反應（酸溶）速率；H2SO4不宜過量太多的避免制備MgCO3時消耗更多的堿；所以答案是：加快反應（酸溶）速率；避免制備MgCO3時消耗更多的堿；（2）在酸性條件下，H2O2氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為水，反應的離子方程式為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；
所以答案是：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；（3）①儀器A為分液漏斗；
所以答案是：分液漏斗；②萃取時，為使溶質盡可能被萃取，應充分振蕩，以充分接觸而分離；
所以答案是：充分振蕩；（4）分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+ ， 可調節溶液pH至5＜pH＜8.5，可除去Al3+ ， 又可防止生成Mg（OH）2 ， 過濾后在濾液中加入碳酸鈉溶液，可生成MgCO3沉淀，靜置，向上層清夜中滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀生成，說明已完全反應，過濾后，用水洗滌固體2﹣3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O；
所以答案是：至5＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加碳酸鈉溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清夜中滴加碳酸鈉溶液，若無沉淀生成．