Question

硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的工艺流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

 

根据题意回答下列问题：

(1)实验中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的浓硫酸配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有             、               。

(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，还有           、           。

(3)加入的NaClO可与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，该反应的离子方程式：                          。

在调节pH＝5～6之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为：

                                                                                      。

(4)为了检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，可选用的试剂是         。

A．KSCN溶液    B．淀粉KI溶液    C．H₂O₂     D．KMnO₄稀溶液

(5)已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤       、                     。

(6)如果测得提供的硼镁泥的质量为100.0g，得到的MgSO₄·7H₂O196.8g，则MgSO₄·7H₂O的产率为                     (相对分子质量：MgSO₄·7H₂O－246  MgO－40)。

 

Answer 1

【答案】

（1）烧杯、100mL容量瓶（2分） （2）MnO₂，SiO₂（2分）

（3）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－（3分）    2Fe²⁺＋ClO^－＋2H⁺＝2Fe³⁺＋Cl^－＋H₂O（3分）（4）A（2分）   （5）蒸发浓缩，趁热过滤（2分）  （6）80.0%（2分，写80%也给分）

【解析】

试题分析：（1）由于实验室没有80ml容量瓶，所以要配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，则需要100ml容量瓶。所以若用98%的浓硫酸配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有烧杯和100ml容量瓶。

（2）由于NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，又因为于二氧化锰和二氧化硅都不与稀硫酸反应，所以在滤渣中存在，因此滤纸中还有MnO₂，SiO₂。

（3）由于NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，在反应中氯元素的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子。Mn元素的化合价从＋2价升高到＋4价，失去2个电子，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比是1：1，则NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀的离子方程式为Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；由于溶液中有亚铁离子，能够被次氯酸钠氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺＝2Fe³⁺+Cl^-+H₂O。

（4）铁离子能和KSCN溶液反应使溶液显红色，所以可以向溶液中加入硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在三价铁离子，方法为：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺，A正确；由于溶液中含有次氯酸钠，能氧化碘化钾，所以不能使用碘化钾，B不正确；双氧水和酸性高锰酸钾溶液均具有强氧化性，不能检验铁离子，CD不正确，答案选A。

（5）由于温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，所以要将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙；而操作“I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，再经过过滤，便得到了MgSO₄•7H₂O。

（6）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量＝＝1mol，根据镁原子守恒，生成MgSO₄•7H₂O的物质的量为1mol，质量为246g/mol×1mol＝246g，所以MgSO₄•7H₂O的产率＝×100%＝80.0%。

考点：考查配制一定物质的量浓度的溶液的仪器选择、铁离子检验、氧化还原反应方程式的书写、物质的分离与提纯、物质产率计算等