Question

19．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的流程如下：

根據(jù)題意回答第（1）～（6）題：
（1）實(shí)驗(yàn)中需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/mL）來(lái)配制，量取濃硫酸時(shí)，需使用的量筒的規(guī)格為D．A．10mLB．20mLC．50mLD．100mL
（2）加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，還有一種離子也會(huì)被NaClO氧化，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（3）濾渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還有MnO₂、SiO₂．
（4）在“除鈣”前，需檢驗(yàn)濾液中Fe³⁺是否被除盡，簡(jiǎn)述檢驗(yàn)方法取少量濾液，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⁺．
（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)明操作步驟蒸發(fā)濃縮（結(jié)晶）．“操作I”是將濾液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，趁熱過(guò)濾，便得到了MgSO₄•7H₂O．
（6）實(shí)驗(yàn)中提供的硼鎂泥共100g，得到的MgSO₄•7H₂O為172.2g，則MgSO₄•7H₂O的產(chǎn)率為70%．

Answer 1

分析 硼鎂泥主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃都和硫酸反應(yīng)，SiO₂不與硫酸反應(yīng)，次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾除去濾渣Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂、SiO₂，濾液中含鈣離子、鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體，以此來(lái)解答．

解答 解：硼鎂泥主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃都和硫酸反應(yīng)，SiO₂不與硫酸反應(yīng)，次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾除去濾渣Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂、SiO₂，濾液中含鈣離子、鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體，
（1）需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/mL）來(lái)配制，結(jié)合溶液配制前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變可知，量取濃硫酸為$\frac{1mol/L×1L}{\frac{1000×1.84×98%}{98}}$=0.054L=54mL，則選擇量筒為100mL，故答案為：D；
（2）NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，溶液中含有Fe²⁺，具有還原性，可與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（3）SiO₂不與硫酸反應(yīng)，次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)生成MnO₂，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液PH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾得濾渣Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂、SiO₂，故答案為：MnO₂、SiO₂；
（4）檢驗(yàn)濾液中Fe³⁺是否被除盡，檢驗(yàn)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⁺，
故答案為：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⁺；
（5）由溫度對(duì)硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾方法除去硫酸鈣；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MgSO₄•7H₂O晶體，
故答案為：蒸發(fā)濃縮（結(jié)晶）；趁熱過(guò)濾；
（6）硼鎂泥主要成份是MgO（占40%），則100g中含Mg為100g×40%×$\frac{24}{40}$×100%=24g，由Mg原子守恒可知得到MgSO₄•7H₂O為$\frac{24g}{24g/mol}$×246g/mol=246g，則MgSO₄•7H₂O的產(chǎn)率為$\frac{172.2g}{246g}$×100%=70%，故答案為：70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純，為高頻考點(diǎn)，涉及混合物的分離提純、離子的檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)、產(chǎn)率計(jì)算等知識(shí)，把握實(shí)驗(yàn)流程及物質(zhì)的性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)，題目難度較大．