Question

5．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%的浓硫酸来配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有烧杯、100mL容量瓶．
（2）滤渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，还有MnO₂、SiO₂．
（3）加入的NaClO可与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，该反应的离子方程式：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
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：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（4）为了检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，可选用的试剂是A．
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，简要说明操作步骤蒸发浓缩、趁热过滤．
（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80.0%（相对分子质量：MgSO₄•7H₂O-246  MgO-40）．

Answer 1

分析 （1）依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤选择合适的仪器；
（2）依据二氧化锰和二氧化硅不与稀硫酸反应解答；
（3）次氯酸根离子具有强的氧化性，能够氧化二价锰离子生成二氧化锰；亚铁离子具有还原性，能够被次氯酸钠氧化；
（4）三价铁离子遇到KSCN溶液显血红色；
（5）根据表中温度对硫酸镁、硫酸钙的影响完成；
（6）根据硼镁泥中MgO的质量分数（占40%），计算出生成MgSO₄•7H₂O质量及产率．

解答 解：（1）用98%的浓硫酸来配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，应选择100ml容量瓶，一般步骤为：计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等，用到的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶，
还需要的玻璃仪器：烧杯、100mL容量瓶；
故答案为：烧杯、100mL容量瓶；
（2）二氧化锰和二氧化硅不与稀硫酸反应，所以滤渣中还含有MnO₂，SiO₂；
故答案为：MnO₂，SiO₂；
（3）NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子方程式为Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，溶液中含有Fe²⁺，具有还原性，可与NaClO发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（4）三价铁离子遇到KSCN溶液显血红色，通常利用KSCN溶液检验三价铁离子的存在，故选：A；
（5）有温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙；
故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；
（6）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量为：$\frac{100g×40%}{40g/mol}$=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，MgSO₄•7H₂O的产率为：$\frac{196.2g}{246g}$×100%=80.0%，
故答案为：80.0%．

点评 本题考查了从硼镁泥中提取MgSO₄•7H₂O的方法，涉及配制一定物质的量浓度的溶液的仪器选择、铁离子检验方法、物质分离的方法，产率计算等，侧重考查学生分析问题能力，题目难度较大．