Question

1．工業(yè)上用白云石制備高純氧化鎂的工藝流程如圖：

已知Ⅰ．白云石主要成分可表示為：CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%．
（1）若在實驗室中煅燒白云石，需要的儀器除酒精燈、三腳架以外，還需要BC（填序號）．
A．蒸發(fā)皿         B．坩堝        C．泥三角        D．石棉網
（2）加入H₂SO₄控制pH時，終點pH對產品的影響如圖所示．則由圖示可得到的結論及原因是：

①pH過高會導致鎂浸出率降低，
②pH過低會引起產品純度下降，其原因可能是AC（填序號）
 A．Fe₂O₃溶于H₂SO₄最終使產品混有雜質              
 B．SiO₂溶于H₂SO₄最終使產品混有雜質
 C．酸性過強，形成可溶的Ca（HSO₄）₂，最終使產品混有含鈣的雜質
（3）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如表：

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

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡要說明析出CaSO₄•2H₂O的操作步驟是升溫結晶、趁熱過濾．
（4）該生產流程中還可得到的一種用途很大的副產品是硫酸銨．

Answer 1

分析 流程分析白云石主要成分可表示為：CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%，煅燒后加水，過濾可以除去鐵和硅元素，濾液中加硫酸調節(jié)pH值，得到硫酸鈣晶體沉淀，過濾后得濾液主要是硫酸鎂溶液，加入氨水得氫氧化鎂沉淀，同時得到硫酸銨溶液，氫氧化鎂沉淀經洗滌、干燥、煅燒得高純氧化鎂，
（1）煅燒時應用坩堝加熱固體，還需要泥三角進行操作；
（2）從圖象可看出，隨pH升高，會導致鎂浸率降低；若pH太低，F(xiàn)e₂O₃溶于H₂SO₄最終使產品混有雜質，且酸性過強，形成可溶的Ca（HSO₄）₂，最終使產品混有含鈣的雜質；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，CaSO₄的溶解度隨溫度升高而減小，且MgSO₄的溶解度遠遠大于CaSO₄的溶解度，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)上面的分析可知，得到氫氧化鎂沉淀的同時還得到硫酸銨，據(jù)此答題．

解答 解：流程分析白云石主要成分可表示為：CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%，煅燒后加水，過濾可以除去鐵和硅元素，濾液中加硫酸調節(jié)pH值，得到硫酸鈣晶體沉淀，過濾后得濾液主要是硫酸鎂溶液，加入氨水得氫氧化鎂沉淀，同時得到硫酸銨溶液，氫氧化鎂沉淀經洗滌、干燥、煅燒得高純氧化鎂，
（1）煅燒時應用坩堝加熱固體，還需要泥三角進行操作，故BC；
（2）從圖象可看出，隨pH升高，會導致鎂浸率降低，鎂純度升高，若pH太低，F(xiàn)e₂O₃溶于H₂SO₄最終使產品混有雜質，且酸性過強，形成可溶的Ca（HSO₄）₂，最終使產品混有含鈣的雜質，故選AC，
故答案為：①鎂浸出率降低；②AC；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，CaSO₄的溶解度隨溫度升高而減小，且MgSO₄的溶解度遠遠大于CaSO₄的溶解度，所以從溶液中析出CaSO₄•2H₂O的操作步驟是升溫結晶、趁熱過濾，
故答案為：升溫結晶、趁熱過濾；
（4）根據(jù)上面的分析可知，得到氫氧化鎂沉淀的同時還得到硫酸銨，
故答案為：硫酸銨．

點評 本題是一道關于物質的分離以及提純知識的化學實驗方案設計題，考查學生分析和解決問題的能力，難度不大，圍繞實驗目的，結合題給信息利用實驗基礎知識回答．