Question

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的工藝流程如下：

已知：NaClO與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀．

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

根據(jù)題意回答下列問題：
（1）實驗中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的濃硫酸來配制，除量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有

 

、

 

．
（2）濾渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還有

 

、

 

．
（3）加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，該反應(yīng)的離子方程式：

 

．
在調(diào)節(jié)pH=5-6之前，還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（4）為了檢驗濾液中Fe³⁺是否被除盡，可選用的試劑是

 

．
A．KSCN溶液    B．淀粉KI溶液    C．H₂O₂    D．KMnO₄稀溶液
（5）操作1的步驟是

 

．
（6）如果測得提供的硼鎂泥的質(zhì)量為100.0g，得到的MgSO₄?7H₂O196.8g，則MgSO₄?7H₂O的產(chǎn)率為

 

（相對分子質(zhì)量：MgSO₄?7H₂O-246  MgO-40）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

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）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液實驗儀器判斷；
（2）根據(jù)題中信息，不能夠與硫酸反應(yīng)的成分會存在濾渣中；
（3）NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，溶液中含有Fe²⁺，具有還原性，可與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）根據(jù)檢驗三價鐵離子的方法完成；
（5）根據(jù)表中溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的影響完成；根據(jù)分離晶體與溶液方法分析；
（6）根據(jù)硼鎂泥中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（占40%），計算出生成MgSO₄?7H₂O質(zhì)量及產(chǎn)率．

解答： 解：（1）配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，使用量筒、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯、100mL容量瓶，故答案為：燒杯；100mL容量瓶；
（2）SiO₂不與硫酸反應(yīng)，次氯酸鈉具有強氧化性，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，過濾得濾渣Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂、SiO₂，故答案為：MnO₂；SiO₂；
（3）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：Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（4）可以向溶液中加入硫氰化鉀溶液檢驗溶液中是否存在三價鐵離子，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，說明濾液中不含F(xiàn)e³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e³⁺，
故答案為：A；
（5）有溫度對硫酸鎂、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)過過濾，便得到了MgSO₄?7H₂O，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質(zhì)的量為：

100g×40%

40g/mol

=1mol，根據(jù)鎂原子守恒，生成MgSO₄?7H₂O的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為246g/mol×1mol=246g，MgSO₄?7H₂O的產(chǎn)率為：

196.8g

246g

×100%=80.0%，
故答案為：80.0%．

點評：本題考查了從硼鎂泥中提取MgSO₄?7H₂O的方法，涉及了配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的儀器選擇、鐵離子檢驗方法、硫酸鎂晶體的產(chǎn)率計算等知識，題量較大，難度中等．