Question

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               

 

Answer 1

【答案】

（1）Mn²⁺＋ClO^－＋H₂O＝MnO₂↓＋2H⁺＋Cl^－；促进Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂（2）Fe(OH)₃  Al(OH)₃（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⁺（4）CaSO₄·2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在温度低时结晶析出。

【解析】

试题解析：（1）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^-，盐类的水解为吸热反应，加热有利于Al³⁺、Fe³⁺水解以及Mn²⁺氧化成MnO₂，故答案为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；促进Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂；（2）根据表中数据可知，在调节溶液的PH在5～6时，Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；（3）Fe³⁺离子与KSCN溶液生成血红色的Fe（SCN）₃，可利用该反应进行检验，故答案为：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）CaSO₄的溶解度随温度的变化不大，而MgSO₄在温度较高时易溶于水，趁热过滤利于分离硫酸钙和硫酸镁，并防止MgSO₄在温度低时结晶析出，故答案为：CaSO₄•2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在温度低时结晶析出。

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；离子方程式的书写；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用。