Question

【題目】硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO（占40%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO47H2O的工藝流程如下：

（1）實(shí)驗(yàn)中需要1 mol/L的硫酸800 mL，若用 98% 的濃硫酸（ρ= 1.84 g/mL）來配制，量取濃硫酸需要使用量筒的規(guī)格為__________（填寫選項(xiàng)字母）

A．10 mL B．20 mL C．50 mL D．100 mL

（2）加入的NaClO可與Mn2+ 反應(yīng)：Mn2+ + ClO + H2O = MnO2↓+ 2H+ + Cl ，在該步驟中還有一種離子也會(huì)被NaClO氧化，該反應(yīng)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”前，需檢驗(yàn)濾液中Fe3+ 是否被除盡，簡(jiǎn)述檢驗(yàn)方法___________________。（寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論）

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

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(jù)上表數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說明操作步驟______。“操作Ⅰ”是將濾液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，______，便得到了MgSO47H2O

（6）實(shí)驗(yàn)中提供的硼鎂泥共100 g，得到 MgSO47H2O為172.2 g ，則MgSO47H2O 的產(chǎn)率為___。

Answer 1

【答案】D2Fe2+ + ClO + 2H+ = 2Fe3+ + Cl + H2OSiO2MnO2取最后一滴濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液顏色不變紅色，說明濾液中Fe3+被除盡；若出現(xiàn)紅色，說明沒有除盡蒸發(fā)濃縮（高溫濃縮），趁熱過濾過濾 或 過濾洗滌70%

【解析】

硼鎂泥中加入硫酸，MgO和CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都可以和硫酸反應(yīng)而溶解生成鎂離子，鈣離子，錳離子，和亞鐵離子和鐵離子，鋁離子，SiO2不溶于硫酸，溶液中加入次氯酸鈉會(huì)將具有還原性的離子如亞鐵離子和錳離子氧化，生成的二氧化錳也不溶于水，存在于濾渣中，調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子和鋁離子生成沉淀，所以濾渣含有氫氧化鐵和氫氧化鋁和二氧化硅。利用硫酸鎂和硫酸的溶解度隨溫度的變化分析，硫酸鈣的溶解度隨著溫度升高而降低，所以將溶液加熱濃縮，得到高溫下的飽和溶液，趁熱過濾出硫酸鈣，溶液中的溶質(zhì)幾乎全是硫酸鎂，然后利用蒸發(fā)結(jié)晶的方法得到硫酸鎂晶體。

(1) 實(shí)驗(yàn)中需要1 mol/L的硫酸800 mL，但實(shí)際需要配置1000mL溶液，需要的濃硫酸的體積為VmL，則有1×1×98=98%×1.84×V，解v=54.3mL,選擇100mL量筒，故選D。(2)溶液中的亞鐵離子也可以被次氯酸根離子氧化，離子方程式為：2Fe2+ + ClO + 2H+ = 2Fe3+ + Cl + H2O。(3)通過以上分析，可知二氧化硅不溶于硫酸，在濾渣中存在，次氯酸鈉將錳離子氧化成二氧化錳，也存在于濾渣中。 (4)檢驗(yàn)溶液中的鐵離子利用其與硫氰化鉀溶液顯紅色的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作為：取最后一滴濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液顏色不變紅色，說明濾液中Fe3+被除盡；若出現(xiàn)紅色，說明沒有除盡。 (5)利用硫酸鈣的溶解度隨著溫度升高而降低的性質(zhì)，將溶液蒸發(fā)濃縮（高溫濃縮），趁熱過濾出硫酸鈣。得到的濾液為硫酸鎂飽和溶液，將其蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾或過濾洗滌，得到硫酸鎂晶體。 (6)實(shí)驗(yàn)中硼鎂泥中氧化鎂的質(zhì)量為100×40=40g，物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)鎂原子守恒得到硫酸鎂晶體的物質(zhì)的量與氧化鎂相等，則硫酸鎂晶體的質(zhì)量為246g，產(chǎn)率為172.2/246= 70%。