Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)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(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）酸溶過(guò)程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=－50.4 kJ·mol–1

Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=－225.4 kJ·mol–1

酸溶需加熱的目的是______；所加H2SO4不宜過(guò)量太多的原因是_______。

（2）加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。

（3）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。

①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱(chēng)為_(kāi)______。

②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)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(jī)萃取劑，______、靜置、分液，并重復(fù)多次。

（4）請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實(shí)驗(yàn)方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，______，過(guò)濾、用水洗滌固體2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

[已知該溶液中pH=8.5時(shí)Mg(OH)2開(kāi)始沉淀；pH=5.0時(shí)Al(OH)3沉淀完全]。

Answer 1

【答案】（1）加快酸溶速率 避免制備MgCO3時(shí)消耗更多的堿

（2）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O （3）①分液漏斗 ②充分振蕩

（4）至5.0＜pH＜8.5，過(guò)濾，邊攪拌邊向?yàn)V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(wú)沉淀生成

【解析】（1）加熱可以加快反應(yīng)速率；如果硫酸過(guò)多，則需要消耗更多的堿液中和硫酸，從而造成生產(chǎn)成本增加，因此所加H2SO4不宜過(guò)量太多。

（2）溶液中含有亞鐵離子，雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，因此加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2＋+2H＋===2Fe3＋+2H2O。

（3）①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱(chēng)為分液漏斗。

②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)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(jī)萃取劑，充分振蕩、靜置、分液，并重復(fù)多次。

（4）根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀的pH可知，滴加氨水的同時(shí)必須控制溶液的pH不能超過(guò)8.5，且也不能低于5.0，所以邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，至5.0＜pH＜8.5，過(guò)濾，邊攪拌邊向?yàn)V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(wú)沉淀生成，過(guò)濾、用水洗滌固體2~3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。