Question

硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO(占40%)，還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO₄·7H₂O的工藝流程如下：

已知：NaClO與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
開(kāi)始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

 

根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的濃硫酸配制，除量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有             、               。

(2)濾渣的主要成份除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，還有           、           。

(3)加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，該反應(yīng)的離子方程式：                          。

在調(diào)節(jié)pH＝5～6之前，還有一種離子也會(huì)被NaClO氧化，該反應(yīng)的離子方程式為：

                                                                                      。

(4)為了檢驗(yàn)濾液中Fe³⁺是否被除盡，可選用的試劑是         。

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：

溫度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說(shuō)明操作步驟       、                     。

(6)如果測(cè)得提供的硼鎂泥的質(zhì)量為100.0g，得到的MgSO₄·7H₂O196.8g，則MgSO₄·7H₂O的產(chǎn)率為                     (相對(duì)分子質(zhì)量：MgSO₄·7H₂O－246  MgO－40)。

 

Answer 1

【答案】

（1）燒杯、100mL容量瓶（2分） （2）MnO₂，SiO₂（2分）

（3）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－（3分）    2Fe²⁺＋ClO^－＋2H⁺＝2Fe³⁺＋Cl^－＋H₂O（3分）（4）A（2分）   （5）蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾（2分）  （6）80.0%（2分，寫(xiě)80%也給分）

【解析】

試題分析：（1）由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有80ml容量瓶，所以要配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，則需要100ml容量瓶。所以若用98%的濃硫酸配制，除量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有燒杯和100ml容量瓶。

（2）由于NaClO與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，又因?yàn)橛诙�氧化錳和二氧化硅都不與稀硫酸反應(yīng)，所以在濾渣中存在，因此濾紙中還有MnO₂，SiO₂。

（3）由于NaClO與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，在反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從＋1價(jià)降低到－1價(jià)，得到2個(gè)電子。Mn元素的化合價(jià)從＋2價(jià)升高到＋4價(jià)，失去2個(gè)電子，因此氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是1：1，則NaClO與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀的離子方程式為Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；由于溶液中有亞鐵離子，能夠被次氯酸鈉氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺＝2Fe³⁺+Cl^-+H₂O。

（4）鐵離子能和KSCN溶液反應(yīng)使溶液顯紅色，所以可以向溶液中加入硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)溶液中是否存在三價(jià)鐵離子，方法為：取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說(shuō)明濾液中不含F(xiàn)e³⁺；如果溶液變紅色，說(shuō)明濾液中含F(xiàn)e³⁺，A正確；由于溶液中含有次氯酸鈉，能氧化碘化鉀，所以不能使用碘化鉀，B不正確；雙氧水和酸性高錳酸鉀溶液均具有強(qiáng)氧化性，不能檢驗(yàn)鐵離子，CD不正確，答案選A。

（5）由于溫度對(duì)硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響不同，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，所以要將MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去可以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾方法除去硫酸鈣；而操作“I”是將濾液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾，便得到了MgSO₄•7H₂O。

（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質(zhì)的量＝＝1mol，根據(jù)鎂原子守恒，生成MgSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為246g/mol×1mol＝246g，所以MgSO₄•7H₂O的產(chǎn)率＝×100%＝80.0%。

考點(diǎn)：考查配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的儀器選擇、鐵離子檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)產(chǎn)率計(jì)算等