蛇紋石可用于生產氫氧化鎂,簡要工程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾,并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe
3+、Al
3+、Fe
2+等雜質離子)
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1mol?L
-1H
2O
2溶液,再調節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水.
|
Fe3+ |
Al3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
開始沉淀時 |
1.5 |
3.3 |
6.5 |
9.4 |
沉淀完全時 |
3.7 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH如表.
請回答:
(1)步驟Ⅱ中,可用于調節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是
A
A
(填字母序號)
A.MgO B.Na
2CO
3 C.蒸餾水
(2)檢驗粗硫酸鎂溶液中Fe
2+的方法是:
取少量粗硫酸鎂溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫紅色褪去,說明Fe2+存在
取少量粗硫酸鎂溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫紅色褪去,說明Fe2+存在
(注明試劑、現(xiàn)象).
(3)步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+
.
(4)步驟Ⅱ沉淀后溶液中主要存在(NH
4)
2SO
4,已知室溫下0.1mol?L
-1的(NH
4)
2SO
4溶液pH是5,則溶液中離子濃度由大到小的排列為
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-)
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-)
,溶液中:2c(SO
42-)-c(NH
4+)=
10-5-10-9
10-5-10-9
mol?L
-1(用精確數(shù)值表示)
(5)某生產科研小組經查閱資料得到以下溶度積Ksp數(shù)據(jù)(298K時):
Mg(OH)
2(S)?Mg
2+(aq)+2OH
-(aq) Ksp=[Mg
2+]?[OH
-]
2=5.6×10
-12Ca(OH)
2(S)?Ca
2+(aq)+2OH
-(aq) Ksp=[Ca
2+]?[OH
-]
2=4.7×10
-6該科研小組認為可以用熟石灰替代氨水制得氫氧化鎂,他們的理由是
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2離子個數(shù)比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向著溶度積更小的方向轉化
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2離子個數(shù)比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向著溶度積更小的方向轉化
.
若沉淀轉化反應為:Mg
2+(aq)+Ca(OH)
2(S)?Mg(OH)
2(S)+Ca
2+(aq),求此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=
8.4×105
8.4×105
(寫出算式和結果).