Question

【題目】以硼鎂泥為原料制取的硫酸鎂可用于印染、造紙、醫藥等工業。硼鎂泥是一種工業廢料，主要成分是MgO(占40%)，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下：

(1)實驗中需用3 mol·L－1的硫酸500 mL，若用98%的濃硫酸(ρ＝1.84 g·mL－1)來配制，量取濃硫酸時，需使用的量筒的規格為 ________(填字母)。

A．10 mL B．20 mL C．50 mL D．100 mL

(2)加入的NaClO可與Mn2＋反應，方程式為Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H＋＋Cl－,

欲使2moL Mn2＋被氧化則至少需要氧化劑NaClO質量為______g;還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應的離子方程式為______________________________________。

(3)濾渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外，還含有________、_________。

(4)在“除鈣”步驟前，若要檢驗混合液中是否還存在Fe2＋，簡述檢驗方法：_____________________________________。

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表(溶解度單位為g/100 g水)：

溫度/℃	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據上表數據，簡要說明除鈣的操作步驟：蒸發濃縮、_________。“操作Ⅰ”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，__________，便得到了MgSO4·7H2O。

(6)若實驗中提供的硼鎂泥共100 g，得到的MgSO4·7H2O為86.1 g，則MgSO4·7H2O的產率為__________。

Answer 1

【答案】 D 149g 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O MnO2 SiO2 取少量濾液，向其中加入紫色高錳酸鉀溶液，若溶液紫色不變淺或褪色，則說明濾液中不含Fe2＋；或者加入K3Fe(CN)6是否出現藍色沉淀（加KSCN溶液與氯水不給分） 趁熱過濾 過濾(或過濾洗滌) 35%

【解析】（1）溶液稀釋時溶質的物質的量是不變的，3 mol·L－1×0.5L=V×1.84 g·mL－1×98%/98g/mol，V=81.5mL，故應選100mL量筒，選D。（2）由Mn2+＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H+＋Cl－可知，2moL Mn2+被氧化則至少需要氧化劑NaClO的物質的量為2mol，則質量為149g；亞鐵離子也易被次氯酸鈉溶液氧化，該反應的離子方程式為：2Fe2+＋ClO－＋2H＋===2Fe3+＋Cl－＋H2O；（3）由于該硼鎂泥的成分有MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等物質，所以酸溶后生成的陽離子有Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+ ，不溶的有SiO2，加入氧化劑NaClO后Fe2+被氧化為Fe3+，Mn2+ 被氧化為MnO2 ，所以調節pH至5—6，陽離子發生沉淀，生成的沉淀有Fe(OH)3、Al(OH)3，所以濾渣的所有成分為Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2 。（4）因溶液中存在Fe3+ ，檢驗亞鐵離子是否存在，要防止三價鐵離子的干擾，方法為：取少量濾液，向其中加入紫色高錳酸鉀溶液，若溶液紫色不變淺或褪色，則說明濾液中不含Fe2+；或者加入K3Fe(CN)6是否出現藍色沉淀。（5）由溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響可看出，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；操作I”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，再經過過濾，便得到了MgSO47H2O，故答案為：趁熱過濾；過濾（或過濾洗滌）；（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質的量為：100g×40%/40g/mol=1mol，根據鎂原子守恒，生成MgSO47H2O的物質的量為1mol，質量為246g/mol×1mol=246g，MgSO47H2O的產率35%。