Question

鹽泥是氯堿工業中的廢渣，主要成分是鎂的硅酸鹽和碳酸鹽(含少量鐵、鋁、鈣的鹽)。實驗室以鹽泥為原料制取MgSO4·7H2O的實驗過程如下：

―→―→產品

已知：①室溫下Ksp[Mg(OH)2]＝6.0×10－12。②在溶液中，Fe2＋、Fe3＋、Al3＋從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍依次為7.1～9.6、2.0～3.7、3.1～4.7。③三種化合物的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如圖所示。

（1）在鹽泥中加入稀硫酸調pH為1～2以及煮沸的目的是_____________________。

（2）若室溫下的溶液中Mg2＋的濃度為6.0 mol·L－1，則溶液pH≥________才可能產生Mg(OH)2沉淀。

（3）由濾液Ⅰ到濾液Ⅱ需先加入NaClO調溶液pH約為5，再趁熱過濾，則趁熱過濾的目的是__________________，濾渣的主要成分是______________________。

（4）從濾液Ⅱ中獲得MgSO4·7H2O晶體的實驗步驟依次為①向濾液Ⅱ中加入______________；②過濾，得沉淀；③________________；④蒸發濃縮，降溫結晶；⑤過濾、洗滌得產品。

（5）若獲得的MgSO4·7H2O的質量為24.6 g，則該鹽泥中鎂[以Mg(OH)2計]的百分含量約為________(MgSO4·7H2O的相對分子質量為246)。

 

Answer 1

（1）提高Mg2＋的浸取率(其他合理答案均可)

（2）8

（3）溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離得更徹底(或高溫下CaSO4·2H2O溶解度小等合理答案均可)　Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4·2H2O

（4）NaOH溶液　向沉淀中加足量稀硫酸(合理答案均可)

（5）20.0%

【解析】（1）加入H2SO4可以使Mg的硅酸鹽或碳酸鹽充分轉化成Mg2＋。（2）c(OH－)＝ mol·L－1＝10－6 mol·L－1，所以pH＝8。（3）加入NaClO，可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，當pH大約為5時，Fe3＋、Al3＋轉化成沉淀；根據溶解度曲線，溫度高時，CaSO4·2H2O的溶解度更小，所以濾渣的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3和CaSO4·2H2O。（4）使Mg2＋轉化成MgSO4·7H2O的步驟為①加入NaOH溶液。②過濾得Mg(OH)2沉淀。③加入稀H2SO4。④蒸發濃縮、降溫結晶、過濾得產品。（5）根據鎂元素守恒得×100%＝20%。