题目内容
【题目】MgSO4·7H2O是一种重要的化工原料，某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2)制取MgSO4·7H2O的实验流程如下：
(1)过滤1的滤渣主要成分是____。
(2)氧化时发生反应的离子反应方程式为________________。
(3)操作1要经过____、____、过滤、洗涤、干燥等步骤才可得到产品。
(4)某MgSO4·7H2O产品中混有少量CaSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，可通过下列方法测定其纯度:
Ⅰ.称取待测样品10.00 g，加水溶解配成 250 mL溶液A待用。
Ⅱ.取10 .00 mL溶液A，加入三乙醇胺溶液，加入少许氨水调节pH至7~8，再用0.02 mol·L-1 EDTA(H2Y2-)与之充分反应，共用去EDTA溶液84.00 mL。
Ⅲ.取25.00 mL溶液A，加入三乙醇胺溶液，再加入0.125 mol·L-1 NaOH溶液调节pH至12~13，用0.02 mol·L-1 EDTA与之充分反应，共用去EDTA溶液10.00 mL。
已知:
① Mg2+在pH=9.1时开始沉淀，pH=12.1时沉淀完全；Ca2+在pH=13.1时还未沉淀。
② Mg2++H2Y2-=MgH2Y、Ca2++H2Y2-=CaH2Y。
③ 在三乙醇胺的作用下其他杂质不与EDTA反应。
计算样品中MgSO4·7H2O的质量分数__________(写出计算过程)。
【答案】SiO2 Mn2++ClO+H2O═MnO2↓+Cl+2H+ 蒸发浓缩 冷却结晶 98.4%
【解析】
菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2)加稀硫酸浸取，过滤1得到滤液为硫酸锰、硫酸镁溶液，过滤1的滤渣为SiO2；滤液中加入NaClO溶液发生反应Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+Cl-+2H+，将Mn2+氧化成MnO2沉淀；过滤2所得滤液为MgSO4和氯化铵溶液，将滤液通过操作1(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等)得MgSO47H2O晶体，以此解答该题。
(1)酸浸过程中，只有SiO2不与稀硫酸反应，则滤渣1为SiO2；
(2)根据制备流程可知，加入NaClO溶液将Mn2+氧化成MnO2沉淀,该反应的离子方程式为：Mn2++ClO+H2O═MnO2↓+Cl+2H+；
(3)操作1从硫酸镁、氯化铵溶液中得到MgSO47H2O晶体，操作方法为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；杂质为氯化铵，通过检验洗涤液中是否含有氯离子即可判断产品是否洗涤干净，操作方法为：取最后一次洗涤液，滴加几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色混浊，则证明已洗涤干净；
(4)由第Ⅱ步可知：10mL溶液A消耗n(EDTA)=0.02molL1×0.084L=0.00168mol，则n(Mg2+)+n(Ca2+)=0.00168mol，则25mL溶液A中含有Mg2+、Ca2+的总物质的量为：0.00168mol×
=4.2×103mol，由第Ⅲ步可知：25mL溶液A中：
n(MgSO47H2O)=4.2×103mol2×104mol=4×103mol，250 mL溶液A中n(MgSO47H2O)= 4×103mol×
=4×102mol，,则样品中MgSO47H2O的质量分数为：
×100%=98.4%。
名题金卷系列答案
【题目】工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：
已知：
①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。
②Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4（浓） 
Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
③某些物质的溶解度（s）如下表所示。
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
s（Li2CO3）/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
s（Li2SO4）/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
（1）从滤渣Ⅰ中分离出Al2O3的流程如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式______。
（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________________________________。
（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的原因是______________________________。
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是_________________________
②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_________________，b中生成Li2CO3反应的化学方程式是___________________________________________。
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+Li
LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，试写出该电池放电时的正极反应：__________________。
