Question

【题目】碳酸镁晶须是一种新型吸波隐形材料中的增强剂。某工厂以MgCl2(含少量杂质FeCl2、FeCl3)为原料制备碳酸镁晶须（MgCO3·H2O）的工艺流程如下：

已知：Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氢氧化物沉淀时的pH

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Mg(OH)2	9.9	11.1

注：Fe(OH)2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去。

（1）写出“氧化”过程中发生的离子反应方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。

（2）pH调节的范围 ，滤渣的主要成分 （填化学式）。

（3）操作X包括过滤、洗涤、烘干，证明碳酸镁晶须已经洗涤干净的方法 。

（4）水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的测定

①取水浸后溶液100.00 mL，测得Cl的浓度为0.455 mol·L1，向其中缓缓通入氯气使Fe2+恰好完全转化为Fe3+，测得此时溶液中Cl的浓度为0.460 mol·L1（溶液体积变化忽略不计）。

②另取水浸后溶液100.00 mL，向其中加入过量的1 mol·L1 NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、灼烧，冷却后，称得固体粉末的质量为0.96 g。

试通过计算确定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物质的量浓度（写出计算过程）。

Answer 1

【答案】（1）

（2）3.7~9.9Fe(OH)3（3）取少量最后一次洗涤液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净（4）c(Fe2+)=0.005mol·L1c(Fe3+)=0.015mol·L1

【解析】

试题分析：（1）Fe(OH)2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去，因此氧化过程中Fe2+被氧化成Fe3+，离子方程式为： ；（2）调节pH是为了让Fe3+变成沉淀除去，而Mg2+不沉淀，因此pH值的调节范围是3.7—9.9，滤渣的主要成分是Fe(OH)3；（3）碳酸镁晶须若未洗净，则会含有NH4Cl溶液，因此证明碳酸镁晶须已经洗涤干净的方法取少量最后一次洗涤液，向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净；

（4）由关系式“2Fe2+~ Cl2~ 2Cl”可知，增加的Cl-的物质的量即为Fe2+的物质的量

n(Fe2+) =100×10-3×(0.460-0.455)=5.0×10-4mol

c(Fe2+)=5.0×10-4÷100×10-3=0.005mol·L1

固体的成分为Fe2O3、MgO

则[n(Fe3+)+n(Fe2+)]×0.5×160+n(Mg2+)×40=0.96

根据溶液中的电荷守恒：3n(Fe3+)+2n(Fe2+)+2n(Mg2+)=0.455×100×10-3

则n(Fe3+)=1.5×10-3mol

即c(Fe3+)=0.015mol·L1。