Question

【题目】泄盐（MgSO4·7H2O）是一种中药药剂，还可用于制革、肥料、瓷器、印染料等工业。一种利用氯碱工业的废渣（主要成分是Mg(OH)2，杂质为MnCO3、FeCO3、Al(OH)3、SiO2等）生产泄盐的流程如下：

已知部分氢氧化物沉淀pH如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Al(OH)3	Al(OH)3在pH=7.8时开始溶解，pH=10.0完全溶解
开始沉淀的pH	2.3	10.8	3.7
完全沉淀的pH	4.3	12.4	5.2

回答下列问题：

（1） “酸浸”是工业对矿物利用的一种方法，该操作关键是提供浸取率和浸取速率，写出提高该工艺流程中“酸浸”速率的2种方法：___________________。

（2） “操作1” “操作2”和“操作3”相同，实验室在进行该操作时，用到的玻璃仪器有________，“滤渣1”的成分是________（写化学式）。

（3） “氧化（煮沸）”操作的目的是使溶液中的锰元素转化为MnO2，写出该反应的离子方程式：____________________。

（4）“调节pH”时最好选用__________， pH范围应控制为____________，高温加热“滤渣3”可得到_________（写化学式）。

（5） “一系列操作”是指_____________________________。

Answer 1

【答案】适当增大硫酸的浓度、适当提高浸取液的温度、粉碎废渣、搅拌(任答两条即可) 漏斗、烧杯、玻璃棒 SiO2 Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl- MgO或Mg（OH）2 15.2≤p11<7.8 Fe2O3、Al2O3 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

【解析】

由流程图可知，氯碱工业的废渣加入稀硫酸酸浸时，Mg(OH)2、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3溶于稀硫酸，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤，得到含有Mg2+、Mn2+、Fe2+、Al3+的滤液，滤渣1为二氧化硅；向滤液中加入碱性次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液在加热条件下将溶液中的Fe2+、Mn2+氧化成Fe3+、MnO2，过滤，得到含有Mg2+、Fe3+、Al3+的滤液，滤渣2为二氧化锰；向滤液中加入氧化镁或氢氧化镁调节溶液pH在5.2—7.8之间，使Fe3+、Al3+转化为沉淀，过滤，得到含有Mg2+的滤液，滤渣3为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作制得MgSO4·7H2O。

（1）适当增大硫酸的浓度、适当提高浸取液的温度、粉碎废渣、搅拌等操作能提高该酸浸速率，故答案为：适当增大硫酸的浓度、适当提高浸取液的温度、粉碎废渣、搅拌(任答两条即可)；

（2） “操作1” “操作2”和“操作3”均为过滤操作，实验室在进行过滤时，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；由流程图可知，氯碱工业的废渣加入稀硫酸酸浸时，Mg(OH)2、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3溶于稀硫酸，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤，得到含有Mg2+、Mn2+、Fe2+、Al3+的滤液，滤渣1为二氧化硅故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；SiO2；

（3）氧化（煮沸）操作为向滤液中加入碱性次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液在加热条件下将溶液中的Fe2+、Mn2+氧化成Fe3+、MnO2，锰元素转化为MnO2的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-，故答案为：Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-；

（4）调节溶液pH的目的是防止Al(OH)3溶解，使Fe3+、Al3+在pH为5.2—7.8之间转化为沉淀除去，为了不引入新的杂质，最好选用MgO或Mg(OH)2调节溶液pH；高温加热，氢氧化铁和氢氧化铝沉淀分解生成氧化铁和氧化铝，故答案为：MgO或Mg(OH)2；Fe2O3、Al2O3；

（5）硫酸镁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MgSO4·7H2O，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。