Question

3．由卤块（主要成分是MgCl₂、此外还含有少量的Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺）制得轻质氧化镁的流程如下，回答下列问题：

（1）所得产品中所含非金属元素在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族；
（2）图中气体的结构式为O=C=O；
（3）加入X的目的是将溶液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺．所用X最好选用A
a．H₂O₂+H₂SO₄（稀）
b．NaClO
c．KMnO₄+H₂SO₄（稀）
d．新制Cl₂水
（4）图中沉淀物1中除含有Mn（OH）₂外还含有Fe（OH）₃（填化学式）；
（5）图中Z为Na₂CO₃，则第四步反应的离子方程式为Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓；
（6）若流程中投入卤块的质量是mkg，经过上述流程后得到纯净的轻质氧化镁4kg，则原卤块中的MgCl₂的质量分数是$\frac{950}{m}$%（假设上述各步反应均完全且各步没有损耗）．

Answer 1

分析 卤块（主要成分是MgCl₂、此外还含有少量的Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺），加水后得溶液A中含有Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，为除去Fe²⁺，先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，所以溶液B中含有Mg²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，然后加入NaOH调节pH为9.8，然后在滤液中加入纯碱将Mg²⁺从溶液中以MgCO₃沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg（OH）₂，灼烧后得到MgO，
（1）所得产品为MgO，其中所含非金属元素为氧元素；
（2）MgCO₃加热煮沸可得到Mg（OH）₂，根据元素守恒可知气体为二氧化碳；
（3）将溶液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，需要加氧化剂且最好不能引入新杂质；
（4）B中含有Mg²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，据此判断沉淀物1中的成份；
（5）滤液中加入纯碱将Mg²⁺从溶液中以MgCO₃沉淀出来；
（6）流程中根据元素守恒，由氧化镁可计算出原卤块中MgCl₂的质量，根据质量分数=$\frac{MgCl2的质量}{样品的质量}$×100%计算．

解答 解：卤块（主要成分是MgCl₂、此外还含有少量的Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺），加水后得溶液A中含有Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，为除去Fe²⁺，先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，所以溶液B中含有Mg²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，然后加入NaOH调节pH为9.8，然后在滤液中加入纯碱将Mg²⁺从溶液中以MgCO₃沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg（OH）₂，灼烧后得到MgO，
（1）所得产品为MgO，其中所含非金属元素为氧元素，氧元素在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族，
故答案为：第二周期第ⅥA族；
（2）MgCO₃加热煮沸可得到Mg（OH）₂，根据元素守恒可知气体为二氧化碳，二氧化碳的结构式为O=C=O，
故答案为：O=C=O；
（3）将溶液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，需要加氧化剂且最好不能引入新杂质，所以X最好选用H₂O₂+H₂SO₄（稀），
故答案为：A；
（4）B中含有Mg²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，所以沉淀物1中的成份为Mn（OH）₂和Fe（OH）₃ ，
故答案为：Fe（OH）₃；
（5）滤液中加入纯碱将Mg²⁺从溶液中以MgCO₃沉淀出来，反应的离子方程式为Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓，
故答案为：Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓；
（6）流程中根据元素守恒，由氧化镁可计算出原卤块中MgCl₂的质量为$\frac{4000}{40}×95$g=9.5kg，MgCl₂的质量分数=$\frac{MgCl2的质量}{样品的质量}$×100%=$\frac{9.5}{m}$×100%=$\frac{950}{m}$%，
故答案为：$\frac{950}{m}$%．

点评 本题结合工业生产实际考查无机化合物的转化生成、分离、提纯等问题，题目与难度中等，在明确题目要求的基础上提取有用信息是解题的关键．