Question

9．鹽泥是氯堿工業(yè)中的廢渣，主要成分是鎂的硅酸鹽和碳酸鹽（含少量鐵、鋁、鈣的鹽）．實驗室以鹽泥為原料制取MgSO₄•7H₂O的實驗過程如圖1．

已知：①室溫下K_sp[Mg（OH）₂]=6.0×10^-12．
②在溶液中，F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺、Al³⁺從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍依次為7.1～9.6、2.0～3.7、3.1～4.7．
③三種化合物的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如圖2所示．
（1）在鹽泥中加入稀硫酸調(diào)pH為1～2以及煮沸的目的是為了提高Mg²⁺的浸取率．
（2）若室溫下的溶液中Mg²⁺的濃度為6.0mol•L^-1，則溶液pH≥8才可能產(chǎn)生Mg（OH）₂沉淀．
（3）由濾液Ⅰ到濾液Ⅱ需先加入NaClO調(diào)溶液pH約為5，再趁熱過濾，則趁熱過濾的目的是溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離得更徹底（或高溫下CaSO₄•2H₂O溶解度小等合理答案均可），濾渣的主要成分是Al（OH）₃、Fe（OH）₃、CaSO₄•2H₂O．
（4）從濾液Ⅱ中獲得MgSO₄•7H₂O晶體的實驗步驟依次為①向濾液Ⅱ中加入NaOH溶液；②過濾，得沉淀；③向沉淀中加足量稀硫酸；④蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶；⑤過濾、洗滌得產(chǎn)品．
（5）若獲得的MgSO₄•7H₂O的質(zhì)量為24.6g，則該鹽泥中鎂[以Mg（OH）₂計]的百分含量約為20.0%（MgSO₄•7H₂O的相對分子質(zhì)量為246）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)離子完全沉淀的pH值來確定在鹽泥中加入稀硫酸調(diào)pH為1～2并煮沸的目的；
（2）根據(jù)氫氧化鎂的Ksp=c（Mg²⁺）•c（OH^-）²來計算；
（3）根據(jù)三種化合物的溶解度（S）隨溫度變化的曲線來回答；
（4）鎂離子可以和氫氧化鈉發(fā)生反應生成氫氧化鎂沉淀，過濾，得到純凈的沉淀，再加入硫酸，蒸發(fā)結(jié)晶可以獲得硫酸鎂晶體；
（5）根據(jù)鎂元素守恒結(jié)合關系式：MgSO₄•7H₂O-Mg（OH）₂進行計算．

解答 解：（1）根據(jù)離子完全沉淀的pH值可以知道，在鹽泥中加入稀硫酸調(diào)pH為1～2并煮沸的目的是為了提高Mg²⁺的浸取率，
故答案為：為了提高Mg²⁺的浸取率；
（2）氫氧化鎂的Ksp=c（Mg²⁺）•c（OH^-）²，溶液中Mg²⁺的濃度為6.0mol•L^-1，則溶液的c（OH^-）=$\sqrt{\frac{6.0×1{0}^{-12}}{6.0}}$=10^-6mol/L，所以氫離子濃度為10^-8mol/L，pH為8，故答案為：8；
（3）溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離得更徹底，或者根據(jù)三種化合物的溶解度（S）隨溫度變化的曲線，可以知道高溫下CaSO₄•2H₂O溶解度小，所得到的濾渣主要成分是：Al（OH）₃、Fe（OH）₃、CaSO₄•2H₂O，
故答案為：溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離得更徹底（或高溫下CaSO₄•2H₂O溶解度小等合理答案均可）；Al（OH）₃、Fe（OH）₃、CaSO₄•2H₂O；
（4）鎂離子可以和氫氧化鈉發(fā)生反應生成氫氧化鎂沉淀，過濾，得到純凈的沉淀，再加入硫酸，蒸發(fā)結(jié)晶可以獲得硫酸鎂晶體，故答案為：NaOH溶液；向沉淀中加足量稀硫酸；
（5）設該鹽泥中含Mg（OH）₂的質(zhì)量為X，MgSO₄•7H₂O質(zhì)量為24.6克，物質(zhì)的量是0.1mol，由關系式MgSO₄•7H₂O-Mg（OH）₂可知，Mg（OH）₂的質(zhì)量為0.1mol×58g/mol=5.8g，故該鹽泥中含Mg（OH）₂的百分含量為$\frac{5.8g}{29g}$×100%=20.0%，故答案為：20.0%．

點評 本題考查制備實驗，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、反應原理及混合物分離方法為解答的關鍵，側(cè)重分析與實驗及計算能力的考查，題目難度不大．