Question

[化學－選修化學與技術(shù)]（15分）

七水硫酸鎂(MgSO₄·7H₂O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，利用化工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣－硼鎂泥可制取七水硫酸鎂。硼鎂泥的主要成分是MgCO₃，還含有其他雜質(zhì)(MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃、MnO等）。

表1 部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Mg(OH)2
pH值	5.2	3.2	9.7	10.4	11.2

 

表2 兩種鹽的溶解度(單位為g／100g水)

溫度/℃	10	30	40	50	60
CaSO4	0.19	0.21	0.21	0.20	0.19
MgSO4·7H2O	30.9	35.5	40.8	45.6	/

 

硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：

根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度數(shù)據(jù)，試回答下列問題：

（1）過濾I的濾液中加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加熱煮沸，將溶液中的     Mn²⁺氧化成MnO₂，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為                     。加熱煮沸的主要目的    是              。

（2）沉淀B中除MnO₂、SiO₂外還含有            (填化學式)等物質(zhì)。

（3）檢驗過濾Ⅱ后的濾液中是否含有Fe³⁺的實驗方法是                            ；

（4）沉淀C的化學式是        。過濾III需趁熱過濾的理由是                   

 

Answer 1

【答案】

（1）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－（2分）

促進Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂（2分）

（2）Fe(OH)₃（2分）   Al(OH)₃（2分）

（3）取過濾II后的濾液1～2 mL于試管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明濾液中無Fe³⁺（3分）

（4）CaSO₄·2H₂O或CaSO₄（2分）    以防MgSO₄在溫度低時結(jié)晶析出（2分）。

【解析】

試題分析：（1）過濾I的濾液中加入NaClO溶液將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，ClO^-還原為Cl^－，氧化還原類型的離子反應(yīng)書寫要遵循電子守恒、原子守恒和電荷守恒，答案為Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；過濾I的濾液中還含有Al³⁺、Fe³⁺等離子，調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，目的為將Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀，加熱煮沸的目的促進Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂；

（2）由（1）知沉淀中還有Fe(OH)₃、Al(OH)₃

（3）考查Fe³⁺的檢驗。注意文字敘述。答案為取過濾II后的濾液1～2 mL于試管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明濾液中無Fe³⁺

（4）由表二中的溶解度數(shù)據(jù)可知：溫度較高時硫酸鈣的溶解度較小，而硫酸鎂的溶解度較大，趁熱過濾時，易于分離混合物，此時過濾得到的沉淀為CaSO₄•2H₂O或CaSO₄，如不趁熱過濾，冷卻后硫酸鎂的溶解度減小，會生成硫酸鎂晶體

考點：以工藝流程為載體考查離子方程式的書寫、離子檢驗以及分析數(shù)據(jù)提取信息的能力。