Question

【題目】七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O）可用于印染加重劑，制造瓷器、顏料和防火材料。在醫(yī)藥上用作瀉劑，在徽生物工業(yè)作培養(yǎng)基成分等�？衫�用化工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣——硼鎂泥制取七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O），硼鎂泥的主要成分是MgCO3，還含有其它雜質(zhì)（MgO、Na2B4O7、SiO2、Fe2O3、CaO、Al2O3、MnO等）。

硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程圖如下：

表l：部分陽離子開好成淀和完全沉淀時(shí)溶液的pH

	Fe3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+	Al3+
開始沉淀的pH	1.9	7.9	8.6	9.6	3.1
完全沉淀的pH	3.2	9.0	10.l	11	5.4

據(jù)此試回答下列問題：

（1）寫出生成H3BO3的離子方程式______________。

（2）NaClO具有強(qiáng)氧化性，能直接將溶液中Fe2+和Mn2+分別氧化成______（填化學(xué)式）。

（3）能否直接控制pH除去Mn2+______，理由__________。

（4）若檢驗(yàn)時(shí)溶液呈紅色，說明濾液B中還含有_______未除盡（填離子符號(hào)），應(yīng)補(bǔ)加_______再煮沸趁熱過濾（填化學(xué)式）。

（5）沉淀D的化學(xué)式_______________。

Answer 1

【答案】 5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3 ↓ Fe(OH)3、MnO2 不能 當(dāng) Mn2+沉淀完全時(shí)，Mg2+也會(huì)以沉淀的形式從溶液中析出。 Fe2+ NaClO CaSO4

【解析】試題分析：本題以硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工業(yè)流程為依托，重點(diǎn)考查離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)、鹽類水解在除雜中的應(yīng)用、常見離子的檢驗(yàn)等知識(shí)，考查考生對(duì)工業(yè)流程的分析能力、對(duì)試題的綜合分析能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。解題過程中首先要“吃透”工業(yè)流程。

解析：工業(yè)流程分析：硼鎂泥在稀硫酸作用下，MgCO3、MgO、Na2B4O7、Fe2O3、CaO、Al2O3、MnO等分別反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的硫酸鹽和H3BO3，SiO2不溶為固體，再次的硼鎂泥與剩余的硫酸反應(yīng)、NaClO氧化Mn2+生成MnO2，溶液中可能存在的少量Fe2+被氧化生成Fe3+，同時(shí)可以調(diào)節(jié)溶液的pH值到規(guī)定范圍，如下圖所示。

工業(yè)流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

過濾除去的是不溶物Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、H3BO3、SiO2等，B中主要存在MgSO4及少量Na2SO4、CaSO4、NaCl，適當(dāng)濃縮、趁熱過濾除去溶解度較小的CaSO4，濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶時(shí)，析出MgSO4·7H2O。

（1）H3BO3來源于Na2B4O7與H2SO4溶液的反應(yīng)，Na2B4O7+5H2O+H2SO4=4H3BO3↓+Na2SO4，反應(yīng)的離子方程式是5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3 ↓ ，正確答案：5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3 ↓。（2）NaClO能夠?qū)�Fe2+氧化生成Fe3+，而Fe3+在pH為3.2的溶液中就完全沉淀，此時(shí)溶液pH5~6，所以生成Fe(OH)3沉淀，Mn2+被氧化生成MnO2。正確答案：Fe(OH)3 MnO2。（3）直接除去Mn2+需要調(diào)節(jié)溶液pH達(dá)到10.1，Mg2+在pH達(dá)到9.6時(shí)就開始沉淀，因此Mn2+完全沉淀時(shí)，Mg2+也部分沉淀而損失，所以不能直接控制pH除去Mn2+。正確答案：不能 、 當(dāng) Mn2+沉淀完全時(shí)，Mg2+也會(huì)以沉淀的形式從溶液中析出。（4）檢驗(yàn)時(shí)加入的KSCN是為了檢驗(yàn)Fe3+，同時(shí)加入的H2O2、硫酸說明該Fe3+來源與Fe2+，即濾液B中含有Fe2+，因此第二步需要補(bǔ)加NaClO將Fe2+充分氧化，防止Fe2+鹽混入產(chǎn)物中導(dǎo)致產(chǎn)物不純。正確答案：Fe2+、NaClO。（5）根據(jù)上述工業(yè)流程分析，沉淀D為CaSO4。正確答案：CaSO4。