Question

12．鎂及其化合物在工業(yè)上有許多用途．以氯堿工業(yè)的“一次鹽泥”（含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分）為原料制備七水合硫酸鎂（MgSO₄•7H₂O）的工藝流程圖如圖所示：

（1）寫(xiě)出鹽泥中的CaSiO₃與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaSiO₃+H₂SO₄=H₂SiO₃+CaSO₄．為提高硫酸與鹽泥的反應(yīng)速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有加熱、攪拌等方法（寫(xiě)出兩條）．
（2）“沉淀1”的主要成分是H₂SiO₃、CaSO₄（寫(xiě)化學(xué)式）．
（3）加NaClO溶液是氧化Fe²⁺和Mn²⁺，“沉淀2”中主要含有MnO₂和另外兩種難溶物，這兩種難溶物的化學(xué)式為Fe（OH）₃、Al（OH）₃．NaClO溶液將Mn²⁺氧化為MnO₂的離子方程式為ClO^-+Mn²⁺+H₂O=MnO₂+Cl^-+2H⁺．
（4）“沉淀3”是（寫(xiě)電子式）．
（5）“操作X”共有五步操作，第一步操作是蒸發(fā)濃縮，其作用是增大硫酸鎂溶液的濃度，使其接近飽和狀態(tài)，便于硫酸鎂晶體析出．

Answer 1

分析 一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂，硫酸鈣，硫酸鐵，硫酸鋁，硫酸錳，會(huì)把碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為溶于水的硫酸鹽，得到的沉淀1主要為H₂SiO₃、CaSO₄，過(guò)濾，濾液加入次氯酸鈉是為了氧化錳離子為二氧化錳，同時(shí)溶液中Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，所以沉淀2為MnO₂、Fe（OH）₃、Al（OH）₃，過(guò)濾，在濾液中加入氫氧化鈉生成氫氧化鎂沉淀，所以沉淀3為Mg（OH）₂，氫氧化鎂中加入硫酸得到硫酸鎂溶液，將溶液經(jīng)過(guò)加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥等操作，獲得MgSO₄•7H₂O晶體，據(jù)此答題；

解答 解：一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂，硫酸鈣，硫酸鐵，硫酸鋁，硫酸錳，會(huì)把碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為溶于水的硫酸鹽，得到的沉淀1主要為H₂SiO₃、CaSO₄，過(guò)濾，濾液加入次氯酸鈉是為了氧化錳離子為二氧化錳，同時(shí)溶液中Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，所以沉淀2為MnO₂、Fe（OH）₃、Al（OH）₃，過(guò)濾，在濾液中加入氫氧化鈉生成氫氧化鎂沉淀，所以沉淀3為Mg（OH）₂，氫氧化鎂中加入硫酸得到硫酸鎂溶液，將溶液經(jīng)過(guò)加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥等操作，獲得MgSO₄•7H₂O晶體，
（1）CaSiO₃與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSiO₃+H₂SO₄=H₂SiO₃+CaSO₄，根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素可知，為提高硫酸與鹽泥的反應(yīng)速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有加熱、攪拌等方法，
故答案為：CaSiO₃+H₂SO₄=H₂SiO₃+CaSO₄；加熱、攪拌等方法；
（2）根據(jù)上面的分析可知，“沉淀1”的主要成分是H₂SiO₃、CaSO₄，
故答案為：H₂SiO₃、CaSO₄；
（3）根據(jù)上面的分析可知，沉淀2為MnO₂、Fe（OH）₃、Al（OH）₃，NaClO溶液將Mn²⁺氧化為MnO₂的離子方程式為ClO^-+Mn²⁺+H₂O=MnO₂+Cl^-+2H⁺，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；ClO^-+Mn²⁺+H₂O=MnO₂+Cl^-+2H⁺；
（4）“沉淀3為Mg（OH）₂，其電子式為，
故答案為：；
（5）“操作X”共有五步操作，第一步操作是蒸發(fā)濃縮，其作用是增大硫酸鎂溶液的濃度，使其接近飽和狀態(tài)，便于硫酸鎂晶體析出，
故答案為：增大硫酸鎂溶液的濃度，使其接近飽和狀態(tài)，便于硫酸鎂晶體析出．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備、除雜，涉及化學(xué)用語(yǔ)的書(shū)寫(xiě)以及沉淀的轉(zhuǎn)化等知識(shí)，題目較為綜合，有一定難度，本題注意流程的分析，考查學(xué)生的分析能力．