Question

8．工业利用制溴母液制备食用氯化镁（MgCl₂•6HO）流程如下：

已知制溴母液中主要含有：Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、Cl^-、H⁺、Na⁺和K⁺等离子．
回答下列问题：
（1）蒸发操作中需要用到的含硅酸盐的仪器有酒精灯、玻璃棒和蒸发皿．操作1依次为冷却、过滤、洗涤干燥．
（2）除硫过程中的离子方程式为Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O=CaSO₄•2H₂O↓，选用氯化钙不选用氯化钡的理由是钡离子有毒．
（3）①除铁试剂X可选用BC（填入序号）
A．NaOH B．MgO C．MgCO₃ D．KOH
②25℃时除铁，溶液pH应调节至2.7时，可使Fe³⁺刚好沉淀完全．
（25℃，K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-39，体积变化忽略不计）

Answer 1

分析 根据工艺流程图，往制溴母液中加脱色剂脱色后，加入饱和氯化钙溶液是为了除去溶液中的SO₄^2-，沉淀为二水和硫酸钙，过滤后加入的试剂X要除去Fe³⁺，但不能沉淀Mg²⁺，也不能引入新杂质离子，故不能用NaOH、KOH，可选用含镁离子的物质碳酸镁或氧化镁，调节溶液pH使Fe³⁺沉淀而除去，最后对生成的氯化镁蒸发浓缩、冷切结晶、过滤、洗涤、干燥，在氯化氢气流中蒸干得无水氯化镁，据此回答．

解答 解：（1）在蒸发过程中需要用到的仪器有铁架台、酒精灯、玻璃棒和蒸发皿；最后对生成的氯化镁蒸发浓缩、冷切结晶、过滤、洗涤、干燥，在氯化氢气流中蒸干得无水氯化镁，故答案为：玻璃棒；蒸发皿；冷却；洗涤；
（2）加入饱和氯化钙溶液是为了除去溶液中的SO₄^2-，沉淀为二水和硫酸钙，反应离子方程式为Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O=CaSO₄•2H₂O↓，不选用氯化钡是因为钡离子为重金属阳离子，有毒，故答案为：Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O=CaSO₄•2H₂O↓；钡离子有毒；
（3）①过滤后加入的试剂X要除去Fe³⁺，但不能沉淀Mg²⁺，也不能引入新杂质离子，故不能用NaOH、KOH，可选用含镁离子的物质碳酸镁或氧化镁，调节溶液pH使Fe³⁺沉淀而除去，故答案为：BC；
②常温时，Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-39，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全，残留在溶液中的c（Fe³⁺）＜10^-5mol•L^-1；
Ksp=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=10^-5×c³（OH^-）=1×10^-39
c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-39}}{1{0}^{-5}}}$mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{c（O{H}^{-}）}$，结合pH的计算公式，带入数据可知pH=2.7，故答案为：2.7．

点评 该题以制备食用氯化镁（MgCl₂•6HO）为载体，重点考查学生对工艺流程试题了解掌握情况，试题综合性强，贴近高考，侧重对学生能力的培养和训练．