Question

【题目】硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

(1)步骤②中发生反应的离子方程式为__________________________________________。

(2)步骤④中调节pH＝6.0～6.5的目的是_______________________________________。

(3)步骤⑤的操作为________________________________________________________。

(4)若要除去MgSO4溶液中的FeSO4应先加________，再加入过量__________，过滤即可把杂质除尽；请用离子方程式以及文字说明除杂原理___________________________________

(5)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	<8.0	8.0～9.6	>9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25 ℃时，向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为____________(已知25 ℃时 ，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 )。

Answer 1

【答案】2NH4++MgO==Mg2++2NH3↑+H2O 抑制Mg2+水解，以便得到较纯的产品 蒸发浓缩、冷却结晶 过氧化氢 镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁) 利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+为转化Fe(OH)3而除去 蓝色

【解析】

(1)步骤②中发生反应的为硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水；
(2)步骤④中将硫酸镁溶液蒸发、结晶时，调节pH为弱酸性，抑制镁离子的水解；
(3)根据温度较高时会导致MgSO47H2O中的结晶水失去分析操作方法；
(4) 若要除去MgSO4溶液中的FeSO4应先加过氧化氢，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入过量镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)，利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+为转化Fe(OH)3而除去；

(5) Mg(OH)2的饱和溶液中的溶度积计算饱和溶液中的氢氧根离子浓度，结合水溶液中离子积计算氢离子浓度计算pH，然后结合表中数据判断溶液所呈现的颜色。

(1)步骤②中发生反应的为硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水，反应的离子方程式为2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O，
因此，本题正确答案是：2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O；
(2)步骤④中将硫酸镁溶液蒸发、结晶时，为了抑制镁离子的水解，调节pH为弱酸性，使镁离子的水解平衡逆向移动，得到纯净的硫酸镁晶体，
因此，本题正确答案是:抑制Mg2+水解，以便得到较纯的产品；
(3) MgSO47H2O在加热条件下容易失去结晶水，无法得到纯净的MgSO47H2O，所以从硫酸镁溶液中获得MgSO47H2O的方法为蒸发浓缩、冷却结晶，
因此，本题正确答案是：蒸发浓缩、冷却结晶；
(4) 若要除去MgSO4溶液中的FeSO4应先加过氧化氢，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入过量镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)，利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+为转化Fe(OH)3而除去；

因此，本题正确答案是：过氧化氢；镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)；利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入镁粉(或 氧化镁 或碳酸镁或氢氧化镁)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+为转化Fe(OH)3而除去；

(5)25 ℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp＝5.6×10－12，根据反应Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)可得：c(Mg2+)c2(OH-)=5.6×10－12，
设c(OH-)=2 c(Mg2+)=x，则：0.5xx2=5.6×10－12，
计算得出：x=2.2410-4mol/L，c(H+)=mol/L=4.510-11mol/L，
溶液的pH=10.4>9.6，所以溶液呈蓝色，
因此，本题正确答案是：蓝色。