Question

（12分）蛇紋石可用于生產氫氧化鎂，簡要工藝流程如下：

I．制取粗硫酸鎂：用酸液浸泡蛇紋石礦粉，過濾；并在常溫常壓下結晶，制得粗硫酸鎂

（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等雜質離子）。

II．提純粗硫酸鎂：將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解，加入適量的0.1 mol/L H₂O₂溶液，再

調節溶液pH至7～8，并分離提純。

III．制取氫氧化鎂：向步驟II所得溶液中加入過量氨水。

  已知：金屬離子氫氧化物沉淀所需pH

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
開始沉淀時	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全時	3.7	5.2	9.7	12.4

請回答：

（1）步驟II中，可用于調節溶液pH至7~8的最佳試劑是　　　　　　（填字母序號）。

　　 A. MgO　　　　 B. Na₂CO₃　　　　　 C.蒸餾水

（2）工業上，常通過測定使鐵氰化鉀（K₃[Fe(CN) ₆]）溶液不變色所需H₂O₂溶液的量來確 

定粗硫酸鎂中Fe²⁺的含量。已知，測定 123 g粗硫酸鎂樣品所消耗的0.1 mol/L H₂O₂

溶液的體積如下表所示。

	平行測定數據	平均值
實驗編號	1	2	3	4
消耗H2O2溶液的體積/mL	0.32	0.30	0.30	0.32	0.31

 

 

 

 

 

Fe²⁺與H₂O₂溶液反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。

（3）工業上常以Mg²⁺的轉化率為考察指標，確定步驟III制備氫

氧化鎂工藝過程的適宜條件。其中，反應溫度與Mg²⁺轉化率

的關系如右圖所示。

①  根據圖中所示 50℃前溫度與Mg²⁺轉化率之間的關系，可判 斷此反應是　　　　（填“吸熱”或“放熱”）反應。

②圖中，溫度升高至 50℃以上Mg²⁺轉化率下降的可能原因  是　　　　　　　　　　。

③Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數。已知：

  Mg(OH)₂(s) 　Mg²⁺ (aq)+ 2OH^- (aq)　　　 Ksp = c(Mg²⁺)·c²( OH^-) = 5.6×10^-12

Ca(OH)₂(s)　Ca²⁺ (aq) + 2OH^- (aq)　　　 Ｋsp = c(Ca²⁺)·c²(OH^-) = 4.7×10^-6

若用石灰乳替代氨水，　　　（填“能”或“不能”）制得氫氧化鎂，理由是 　　　　　 　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）A  （2）2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ === 2Fe³⁺ + 2H₂O　

（3）①　吸熱 ② 溫度過高時，氨水受熱分解，濃度降低，Mg²⁺轉化率下降

    ③能　　Mg(OH)₂的溶解度小于Ca(OH)₂，可發生沉淀的轉化（其他合理答案均可）

【解析】略