Question

[化学－选修化学与技术]（15分）

七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO₃，还含有其他杂质(MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃、MnO等）。

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Mg(OH)2
pH值	5.2	3.2	9.7	10.4	11.2

 

表2 两种盐的溶解度(单位为g／100g水)

温度/℃	10	30	40	50	60
CaSO4	0.19	0.21	0.21	0.20	0.19
MgSO4·7H2O	30.9	35.5	40.8	45.6	/

 

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的     Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子反应方程式为                     。加热煮沸的主要目的    是              。

（2）沉淀B中除MnO₂、SiO₂外还含有            (填化学式)等物质。

（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺的实验方法是                            ；

（4）沉淀C的化学式是        。过滤III需趁热过滤的理由是                   

 

Answer 1

【答案】

（1）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－（2分）

促进Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂（2分）

（2）Fe(OH)₃（2分）   Al(OH)₃（2分）

（3）取过滤II后的滤液1～2 mL于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明滤液中无Fe³⁺（3分）

（4）CaSO₄·2H₂O或CaSO₄（2分）    以防MgSO₄在温度低时结晶析出（2分）。

【解析】

试题分析：（1）过滤I的滤液中加入NaClO溶液将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，ClO^-还原为Cl^－，氧化还原类型的离子反应书写要遵循电子守恒、原子守恒和电荷守恒，答案为Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；过滤I的滤液中还含有Al³⁺、Fe³⁺等离子，调节溶液的pH＝5～6，目的为将Al³⁺、Fe³⁺转化Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀，加热煮沸的目的促进Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂；

（2）由（1）知沉淀中还有Fe(OH)₃、Al(OH)₃

（3）考查Fe³⁺的检验。注意文字叙述。答案为取过滤II后的滤液1～2 mL于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明滤液中无Fe³⁺

（4）由表二中的溶解度数据可知：温度较高时硫酸钙的溶解度较小，而硫酸镁的溶解度较大，趁热过滤时，易于分离混合物，此时过滤得到的沉淀为CaSO₄•2H₂O或CaSO₄，如不趁热过滤，冷却后硫酸镁的溶解度减小，会生成硫酸镁晶体

考点：以工艺流程为载体考查离子方程式的书写、离子检验以及分析数据提取信息的能力。