Question

七水硫酸鎂(MgSO₄·7H₂O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應用，利用化工廠生產硼砂的廢渣－硼鎂泥可制取七水硫酸鎂。硼鎂泥的主要成分是MgCO₃，還含有其他雜質(MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃、MnO等）。

表1  部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Mg(OH)2
pH值	5.2	3.2	9.7	10.4	11.2

 

表2  兩種鹽的溶解度(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	/

 

硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：

根據以上流程圖并參考表格pH數據和溶解度數據，試回答下列問題：

（1）過濾I的濾液中加入硼鎂泥，調節(jié)溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加熱煮沸，將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應的離子反應方程式為                     。加熱煮沸的主要目的是                          。

（2）沉淀B中除MnO₂、SiO₂外還含有            (填化學式)等物質。

（3）檢驗過濾Ⅱ后的濾液中是否含有Fe³⁺的實驗方法是                            ；

（4）沉淀C的化學式是        。過濾III需趁熱過濾的理由是               

 

Answer 1

【答案】

（1）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；促進Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂（2）Fe(OH)₃  Al(OH)₃（3）取過濾II后的濾液1～2 mL于試管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明濾液中無Fe³⁺（4）CaSO₄·2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在溫度低時結晶析出。

【解析】

試題解析：（1）NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，鹽類的水解為吸熱反應，加熱有利于Al³⁺、Fe³⁺水解以及Mn²⁺氧化成MnO₂，故答案為：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；促進Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂；（2）根據表中數據可知，在調節(jié)溶液的PH在5～6時，Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；（3）Fe³⁺離子與KSCN溶液生成血紅色的Fe（SCN）₃，可利用該反應進行檢驗，故答案為：取過濾II后的濾液1～2 ml于試管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明濾液中無Fe³⁺；（4）CaSO₄的溶解度隨溫度的變化不大，而MgSO₄在溫度較高時易溶于水，趁熱過濾利于分離硫酸鈣和硫酸鎂，并防止MgSO₄在溫度低時結晶析出，故答案為：CaSO₄•2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在溫度低時結晶析出。

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質；離子方程式的書寫；物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用。