Question

七水硫酸鎂（MgSO₄?7H₂O）在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用．可利用化工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣M（主要成分是MgCO₃，還含有MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃等雜質(zhì)）來制取七水硫酸鎂．已知：
表1  部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的pH

沉淀	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
pH	5.2	3.2	9.7	11.2

表2  鹽的溶解度（單位為 g/100g水）

溫度	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	--

由廢渣M制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：

回答下列問題：
（1）過濾I的濾液中加入NaClO溶液的目的是

將Fe²⁺氧化為Fe³⁺

，寫出反應(yīng)的離子方程式

6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O

，需要加熱煮沸的目的是

促進(jìn)Al³⁺、Fe³⁺的水解

．
（2）操作Ⅱ所用的玻璃儀器是

燒杯、漏斗、玻璃棒

．
（3）檢驗(yàn)過濾Ⅱ后的濾液中是否含有Fe³⁺，其實(shí)驗(yàn)方法是

Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃

．（用離子方程式表示）．
（4）沉淀C的化學(xué)式是

CaSO₄?2H₂O或CaSO₄

，過濾Ⅲ需趁熱過濾的理由是

防止MgSO₄在溫度降低時(shí)結(jié)晶析出

．

Answer 1

分析：向廢渣M中加硫酸時(shí)SiO₂不溶解，NaClO具有氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，PH=5～6時(shí)Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，加熱煮沸的主要目的是促進(jìn)Al³⁺、Fe³⁺水解，由于MgSO₄的溶解度不大，溫度低時(shí)結(jié)晶析出，所以過濾II需趁熱過濾．

解答：解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Fe³⁺易水解生成Fe（OH）₃沉淀，NaClO具有氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易于除雜，
反應(yīng)的方程式為6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
鹽的水解為吸熱過程，加熱有利于促進(jìn)Al³⁺、Fe³⁺的水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃等沉淀，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；促進(jìn)Al³⁺、Fe³⁺的水解；
（2）過濾用到的儀器或用品有鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗以及濾紙，其中玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)Fe³⁺離子的方法是在溶液中加入KSCN，溶液變紅色，反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）趁熱過濾時(shí)，硫酸鈣的溶解度較小，而硫酸鎂的溶解度較大，易于分離混合物，
此時(shí)過濾得到的沉淀為CaSO₄?2H₂O或CaSO₄，如不趁熱過濾，冷卻后硫酸鎂的溶解度減小，會(huì)生成硫酸鎂晶體，
故答案為：CaSO₄?2H₂O或CaSO₄；防止MgSO₄在溫度降低時(shí)結(jié)晶析出．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意分析物質(zhì)的制備的流程，理解反應(yīng)原理，注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累．