题目内容
某研究小组设计如下工艺路线提纯工业碳酸钠。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、和SO42—等杂质。
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：
Ⅱ.有关物质的溶度积如下：
| 物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
| Ksp | 4.96×10－9 | 6.82×10－6 | 4.68×10－6 | 5.61×10－12 | 2.64×10－39 |
根据所给信息，回答下列问题：
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。
向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝__________________________________________
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在____________________________________
(3)有人从“绿色化学”的角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行__________________，并说明理由_______________________________________
(1)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32—、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(三个答出两个即可) 
×1021或2.125×1021
(2)高于36 ℃
(3)不可行 若“母液”循环使用，则溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3中混有杂质
解析
（16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：
已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：
| 物质 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 | MnS | CoS | NiS |
| Ksp | 2.1×10-13 | 3.0×10-16 | 5.0×10-16 | 1.0×10-11 | 5.0×10-22 | 1.0×10-22 |
（2）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是 ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。
（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是 。
（4）步骤Ⅳ中，在 （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为 。
（5）电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。
固体加热脱水通常要通入 。
。甲同学用下图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证固体产物。
卤块的主要成分是MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：
已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
| 物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.6 |
| Mn（OH）2 | 8.3 | 9.8 |
| Mg（OH）2 | 9.6 | 11.1 |
表2 化学试剂价格表
| 试剂 | 价格（元/吨） |
| 漂液（含NaClO，25.2%） | 450 |
| 双氧水（含H2O2 ,30%） | 2400 |
| 烧碱（含98% NaOH） | 2100 |
| 纯碱（含99.5% Na2CO3） | 600 |
（1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是 。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式 。
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是 。
（3）沉淀物A的成分为 ，试剂Z应该是 。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在 （填仪器名称）中灼烧。
用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是___________________________________
_________________________。
(2)将MnO4—氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：42—
(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pH
| | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1。
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的____________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO4—可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是
_________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是______________________________________。
