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MgSO4?7H2O医药上用作泻剂.工业上用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产.已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分.主要工艺如下:
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(1)用硫酸调整溶液pH到1~2,硫酸的作用是
 

(2)加次氯酸钠溶液至pH=5~6并加热煮沸约5~10分钟,滤渣中主要含MnO2和另两种沉淀,另两种沉淀是
 
 (写化学式).其中次氯酸钠溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为:
 

(3)若除杂后过滤,发现滤液发黄,需采取的措施是
 

(4)过滤后晶体常用丙酮代替蒸馏水洗涤的目的是
 

(5)晶体中结晶水含量的测定:准确称取0.20g MgSO4?7H2O样品,放入已干燥至恒重的瓷坩埚,置于马弗炉中,在200℃脱水1小时.为准确确定脱水后的质量,还需要经过的操作有:冷却(干燥器中)至室温→
 

(6)硫酸根离子质量分数的测定:准确称取自制的样品0.50g,用200mL水溶液,加入2mol?L-1HCl溶液5mL,将溶液加热至沸,在不断搅拌下逐滴加入5~6mL0.5mol?L-1BaCl2溶液,充分沉淀后,得沉淀0.466g,则样品中w(
SO
2-
4
)=
 
分析:(1)将盐泥中的碳酸盐、硅酸盐转化为硫酸盐,硅酸盐转化为硅酸沉淀,钙盐转化为硫酸钙沉淀而除去;
(2)加热煮沸的主要目的是促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
(3)滤液发黄可能含有三价铁离子;
(4)丙酮易挥发;
(5)重复脱水后恒重说明已经完全脱水;
(6)根据硫酸钡的质量求硫酸根的质量;
解答:解:(1)将盐泥中的碳酸盐、硅酸盐转化为硫酸盐,硅酸盐转化为硅酸(SiOrnH2O)沉淀,钙盐转化为硫酸钙沉淀而除去,故答案为:浸出Mg、Fe、Al、Mn离子,除去Si、Ca;
(2)Al3+、Fe3+水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3,NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,故答案为:Al(OH)3、Fe(OH)3;Mn2++2OH+C1O=MnO2↓+Cl+H2O;
(3)滤液发黄可能含有三价铁离子,可添加适量的次氯酸钠溶液,次氯酸钠显碱性,可促进三价铁离子的水解,再煮沸、过滤,故答案为:添加适量的次氯酸钠溶液,再煮沸、过滤;
(4)用丙酮代替蒸馏水洗涤可减小硫酸镁的溶解损耗,并快速干燥,故答案为:减小硫酸镁的溶解损耗,并快速干燥;
(5)重复脱水后至恒重说明已经完全脱水,故答案为:称量后重复脱水→冷却→称量至恒重;
(6)m(
SO
2-
4
)=
0.466g
233
×96=0.192g,w(
SO
2-
4
)=
0.192g
0.5g
=38.4%,故答案为:38.4%;
点评:本题考查物质的制备、除杂,涉及物质的检验以及沉淀的转化等知识,题目较为综合,有一定难度,考查学生的分析能力.
练习册系列答案
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(2009?广东模拟)七水硫酸镁(MgSO4?7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-硼镁泥可制取七水硫酸镁.硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等).
表1  部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2
pH值 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2
表2  两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃ 10 30 40 50 60
CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19
MgSO4?7H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 /
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为
Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-
Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-
.加热煮沸的主要目的是
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2

(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化学式)等物质.
(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是
取过滤II后的滤液1~2ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+
取过滤II后的滤液1~2ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+

(4)沉淀C的化学式是
CaSO4?2H2O或CaSO4
CaSO4?2H2O或CaSO4
.过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是
以防MgSO4在温度低时结晶析出
以防MgSO4在温度低时结晶析出
硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(约占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业.从硼镁泥中提取MgSO4?7H2O的流程如图:

(1)实验中需要1.00mol/L的硫酸1000mL,若用98%的浓硫酸(p=1.84g/mL)来配制.下列所给的容器中,属于配制该硫酸溶液必须使用的有
A、D、E
A、D、E
(填写选项字母)
A.容量瓶B.分液漏斗C.蒸馏烧瓶D.烧杯E.玻璃棒F.天平
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl+,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为
2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O或2Fe2++HClO+H+=2Fe3++Cl-+H2O
2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O或2Fe2++HClO+H+=2Fe3++Cl-+H2O

(3)滤渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外,还含有
MnO2、SiO2
MnO2、SiO2

(4)除去滤渣之前,往往还要加入一定量的硼镁泥,其原因可能是
调节溶液pH,使Fe3+、Al3+水解完全,除去多余的NaClO
调节溶液pH,使Fe3+、Al3+水解完全,除去多余的NaClO

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表
温度(°C) 40 50 60 70
MgSO4  30.9 33.4 35.6 36.9
CaSO4  0.210 0.207 0.201 0.197
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据简要说明操作步骤
蒸发浓缩,趁热过滤
蒸发浓缩,趁热过滤

(6)“操作Ⅰ”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶,
过滤(或过滤洗涤)
过滤(或过滤洗涤)
,便得到了MgSO4?7H2O.

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