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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-一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II需趁热过滤的理由是       

(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。

练习册系列答案
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(2009?静安区二模)利用化工厂生产硼砂的废渣--硼镁泥可制取七水硫酸镁(MgSO4?7H2O),硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其它杂质(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(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pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)硼镁泥加入浓硫酸时,FeO发生的变化是
bc
bc
(选填序号).
a.被钝化          b.被氧化        c.被溶解
(2)往过滤Ⅰ得到的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液可将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,该反应的离子反应方程式为
Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-
Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-
.加热煮沸的目的是
促进Al3+、Fe3+水解
促进Al3+、Fe3+水解

(3)沉淀B中除MnO2外还含有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化学式)等物质.
(4)沉淀C的化学式是
CaSO4?2H2O或CaSO4
CaSO4?2H2O或CaSO4
;产生沉淀C的操作需趁热进行的原因是
以防MgSO4在温度低时结晶析出
以防MgSO4在温度低时结晶析出
;洗涤沉淀需要的玻璃仪器有:烧杯、
漏斗、玻璃棒
漏斗、玻璃棒
;若用乙醇代替水作洗涤剂洗涤沉淀C,原因是
降低CaSO4?2H2O的溶解度(或减少CaSO4?2H2O的溶解)
降低CaSO4?2H2O的溶解度(或减少CaSO4?2H2O的溶解)

(5)过滤出MgSO4?7H2O晶体的滤液中含有的金属阳离子有
Mg2+、Na+
Mg2+、Na+
,生产中对该滤液的处理方法是
循环利用
循环利用
;检验滤液是否含有SO42-操作是
取滤液1~2mL于试管中,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明有SO42-
取滤液1~2mL于试管中,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明有SO42-
(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

(12分)七水硫酸镁(MgSO4?7H2O)为白色细小四角柱状结晶,无臭,味苦,在干燥空气中易风化,易溶于水,缓溶于甘油,微溶于乙醇,热至68℃以上熔化。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。

表1  硼镁泥的主要化学成分

成分

MgO

SiO2

Fe2O3

CaO

B2O3

Al2O3

MnO

CO2

质量分数%

25-38

18-25

6-15

1-3

1-2

1-2

1-2

15-20

表2  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

4.7

3.2

9.7

10.4

11.2

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数据,试回答下列问题:

⑴ 硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7?10H­2O)时的废渣。将硼镁矿(2MgO?B2O)锻烧、粉碎后加水和纯碱,在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应, 试写出反应方程式:                       

⑵ 沉淀A中除二氧化硅外,还含有硼酸,硼酸微溶于水,为一元弱酸,其酸性不来源于羟基的电离,写出硼酸水溶液电离方程式                               

⑶ CaSO4的溶解度随温度升高变化不明显,在得到沉淀C时,对蒸发浓缩后的溶液却要进行趁热过滤,原因是                                           

⑷ 经对沉淀B进行分析,发现其中含有二氧化锰,用方程式解释原因:       

⑸ 用正三辛胺(TOA)做萃取剂,磺化煤油做稀释剂,通过有机萃取也可以用来除去硫酸镁浸出液中的铁。其主要反应如下:

Fe2+H2O=Fe(OH)2+H                       ⑴

Fe(OH)2+SO42=Fe(OH)SO4                     ⑵

2R3N+H2SO4=(R3NH)2SO4                          ⑶

Fe(OH)SO4+(R3NH)2SO4=Fe(OH)SO4?(R3NH)2SO4     ⑷

试问:浸出液初始pH须加H2SO4调至0.9左右,pH>1.5时不利于萃取。试给出须加H2SO4的两个理由                                                         

                                                                     

pH<0.5亦不利于萃取,给出其主要原因                                     

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