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MgCO3·3H2O。實驗過程如如：

（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) ΔH=-50.4kJ·mol–1

Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4kJ·mol–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）用如圖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MgCO3·3H2O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MgCO3·3H2O。

Answer 1

【答案】加快酸溶速率 避免制備MgCO3時消耗更多的堿 H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O 分液漏斗 充分振蕩 至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成

【解析】

工業廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)加入硫酸反應生成硫酸鎂、硅酸、硫酸亞鐵、硫酸鋁等，過濾，向濾液中加入雙氧水，主要目的是氧化亞鐵離子為后續除雜，加入有機萃取劑萃取分液，有機相中含有鐵離子，分液后溶液中先加氨水除鋁離子，過濾，濾液中加入碳酸鈉溶液得到碳酸鎂沉淀。

（1）酸溶需加熱的目的是加快酸溶速率，酸溶時生成硫酸鎂，經過一系列反應最終變為MgCO3·3H2O，H2SO4過多，再后續反應過程中會需要大量堿來中和過量的硫酸，因此所加H2SO4不宜過量太多的原因是避免制備MgCO3時消耗更多的堿；故答案為：加快酸溶速率；避免制備MgCO3時消耗更多的堿。

（2）加入H2O2氧化時主要發生亞鐵離子被雙氧水氧化生成鐵離子，發生發應的離子方程式為H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O；故答案為：H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O。

（3）①實驗裝置圖中儀器A的名稱為分液漏斗；故答案為：分液漏斗。

②為使Fe3+盡可能多地從水相轉移至有機相，一般采取少量多次萃取，為充分萃取需要充分振蕩；故答案為：充分振蕩。

（4）萃取后得到的水溶液，邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，滴加到一定pH值后，生成氫氧化鋁沉淀，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成碳酸鎂，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成，過濾、用水洗滌固體2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O；故答案為：至5.0＜pH＜8.5，過濾，邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成。