Question

【題目】高純氧化鎂具有優良的性能，廣泛應用于各種材料。以某廠工業廢液（主要成分為MgCl2，含有少量Fe2+、Fe3+、Mn2+等）為原料制備高純氧化鎂的流程如下：

若要求產品盡量不含雜質，而且生產成本較低，請根據下表提供的數據作答。

25℃時，生成氫氧化物沉淀的pH				原料價格表
物質	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH		物質	價格/(元·噸-1)
Mg(OH)2	10.0	11.0		漂液(含25.5% NaClO)	450
Mn(OH)2	8.3	9.8		雙氧水(含30% H2O2)	2400
Fe(OH)2	7.6	9.6		燒堿(含98% NaOH)	2100
Fe(OH)3	2.7	3.7		純堿(含99.5% Na2CO3)	600

(1)漂液中NaClO的電子式為_________________；雙氧水中H2O2的結構式為___________。

(2)25℃時，Ksp[Mg(OH)2]=_____________。

(3)“氧化”時，所加試劑X的最佳選擇為________________，該步反應的離子方程式為____________。

(4)試劑Y的俗稱為__________；“調節pH=9.8”的目的為___________________。

(5)“煮沸”時，反應的化學方程式為_______________________。

(6)常溫下，取一定量的試劑Z，加水稀釋成1.0 L 0.2 mol·L-1的溶液；再向其中緩慢通入0.05 mol氣體A充分反應后，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為________________。

Answer 1

【答案】 或 1.0×10-11 漂液 ClO- +2 Fe2++2H+= Cl- +2 Fe3++ H2O 燒堿 使Fe3+和Mn2+完全轉化為氫氧化物沉淀過濾除去，而Mg2+不形成沉淀 MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑ c(Na+)＞c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH-) ＞c(H+)

【解析】(1)漂液中NaClO是離子化合物，電子式為；雙氧水是共價化合物，H2O2的結構式為H-O-O-H。(2) Mg(OH)2完全沉淀時pH＝11，則25℃時，Ksp[Mg(OH)2]=10－5×(10－3)2=1.0×10-11。(3)漂液的價格最經濟，所以“氧化”時，所加試劑X的最佳選擇為漂液，該步反應的離子方程式為ClO- +2Fe2++2H+=Cl- +2Fe3++ H2O。(4)由于不能引入雜質，試劑Y應該是NaOH，俗稱為燒堿；根據表中數據可知“調節pH=9.8”的目的為使Fe3+和Mn2+完全轉化為氫氧化物沉淀過濾除去，而Mg2+不形成沉淀。(5) 濾渣2中含有碳酸鎂，需要轉化為氫氧化鎂，因此“煮沸”時，反應的化學方程式為MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。(6)Z是碳酸鈉，A是CO2，因此常溫下，向1.0 L 0.2 mol·L-1的溶液中緩慢通入0.05 mol氣體A充分反應后得到0.1mol碳酸氫鈉和0.15mol碳酸鈉，溶液顯堿性，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(Na+)＞c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(H+)。