Question

5．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(kāi)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(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的濃硫酸來(lái)配制，除量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有燒杯、100mL容量瓶．
（2）濾渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還有MnO₂、SiO₂．
（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：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
在調(diào)節(jié)pH=5-6之前，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．
（4）為了檢驗(yàn)濾液中Fe³⁺是否被除盡，可選用的試劑是A．
A．KSCN溶液    B．淀粉KI溶液    C．H₂O₂    D．KMnO₄稀溶液
（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、趁熱過(guò)濾．
（6）如果測(cè)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80.0%（相對(duì)分子質(zhì)量：MgSO₄•7H₂O-246  MgO-40）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟選擇合適的儀器；
（2）依據(jù)二氧化錳和二氧化硅不與稀硫酸反應(yīng)解答；
（3）次氯酸根離子具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化二價(jià)錳離子生成二氧化錳；亞鐵離子具有還原性，能夠被次氯酸鈉氧化；
（4）三價(jià)鐵離子遇到KSCN溶液顯血紅色；
（5）根據(jù)表中溫度對(duì)硫酸鎂、硫酸鈣的影響完成；
（6）根據(jù)硼鎂泥中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（占40%），計(jì)算出生成MgSO₄•7H₂O質(zhì)量及產(chǎn)率．

解答 解：（1）用98%的濃硫酸來(lái)配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，應(yīng)選擇100ml容量瓶，一般步驟為：計(jì)算、量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等，用到的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、100ml容量瓶，
還需要的玻璃儀器：燒杯、100mL容量瓶；
故答案為：燒杯、100mL容量瓶；
（2）二氧化錳和二氧化硅不與稀硫酸反應(yīng)，所以濾渣中還含有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）三價(jià)鐵離子遇到KSCN溶液顯血紅色，通常利用KSCN溶液檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的存在，故選：A；
（5）有溫度對(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；
故答案為：蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾；
（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質(zhì)的量為：$\frac{100g×40%}{40g/mol}$=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：$\frac{196.2g}{246g}$×100%=80.0%，
故答案為：80.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了從硼鎂泥中提取MgSO₄•7H₂O的方法，涉及配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的儀器選擇、鐵離子檢驗(yàn)方法、物質(zhì)分離的方法，產(chǎn)率計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題能力，題目難度較大．