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[化学-选修化学与技术](15分)
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                    。加热煮沸的主要目的   是             
(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有           (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                           
(4)沉淀C的化学式是       。过滤III需趁热过滤的理由是                   

(1)Mn2++ClO+H2O=MnO2↓+2H++Cl(2分)
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2(2分)
(2)Fe(OH)3(2分)   Al(OH)3(2分)
(3)取过滤II后的滤液1~2 mL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+(3分)
(4)CaSO4·2H2O或CaSO4(2分)   以防MgSO4在温度低时结晶析出(2分)。

解析试题分析:(1)过滤I的滤液中加入NaClO溶液将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,ClO-还原为Cl,氧化还原类型的离子反应书写要遵循电子守恒、原子守恒和电荷守恒,答案为Mn2++ClO+H2O=MnO2↓+2H++Cl;过滤I的滤液中还含有Al3+、Fe3+等离子,调节溶液的pH=5~6,目的为将Al3+、Fe3+转化Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,加热煮沸的目的促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
(2)由(1)知沉淀中还有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)考查Fe3+的检验。注意文字叙述。答案为取过滤II后的滤液1~2 mL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)由表二中的溶解度数据可知:温度较高时硫酸钙的溶解度较小,而硫酸镁的溶解度较大,趁热过滤时,易于分离混合物,此时过滤得到的沉淀为CaSO4?2H2O或CaSO4,如不趁热过滤,冷却后硫酸镁的溶解度减小,会生成硫酸镁晶体
考点:以工艺流程为载体考查离子方程式的书写、离子检验以及分析数据提取信息的能力。

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