Question

【题目】硼镁泥主要成分是MgO(占40%)，还含有Na2B4O7、CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下：

已知部分金属阳离子沉淀的pH：Fe(OH)3：3.2，Al(OH)3：5.2，Fe(OH)2：9.7，Mg(OH)2：11.2。

(1)为提高酸浸时浸出速率，可采取的措施有______________(写出两条)。

(2)H2SO4和Na2B4O7发生反应的化学方程式为________________。

(3)加入NaClO后可以生成一种不溶于水的黑色固体，则反应的离子方程式为_________。

(4)加MgO煮沸，并调整溶液pH=5～6的目的是_______________。

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：

	10℃	20℃	40℃	60℃
MgSO4	28.2	33.7	44.5	54.6
CaSO4	0.244	0.255	0.264	0.265

“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。除去，根据上表数据，步骤为________________，__________________。

(6)本实验中多次用到抽滤操作，其装置如图，相比普通过滤，抽滤的优点是____________________。

(7)实验中提供的硼镁泥共100g，得到MgSO4·7H2O为172.2g，则MgSO4·7H2O的产率为__________。

Answer 1

【答案】 适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等 (任写两条，答案合理即可) Na2B4O2+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓ ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+ 使Fe、Al转化为氢氧化物沉淀除去 蒸发结晶 趁热过滤 过滤速度快，得到的沉淀较干燥 70%

【解析】(1)为提高酸浸时浸出速率，可采取的措施有适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等；正确答案：适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等 (任写两条，答案合理即可)。

(2)根据反应的流程可知，H2SO4和Na2B4O7发生反应生成H3BO3沉淀和硫酸钠，化学方程式为Na2B4O2+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓ ；正确答案：Na2B4O2+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓。

(3)根据题意可知， NaClO具有氧化性，能够把锰离子氧化为二氧化锰，亚铁离子氧化为铁离子，只有二氧化锰不溶于水的黑色固体，则该反应的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+；正确答案：ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+。

(4)加入NaClO溶液后，亚铁离子氧化为铁离子，根据金属阳离子沉淀的pH：Fe(OH)3：3.2，Al(OH)3：5.2可知，加MgO煮沸，并调整溶液pH=5～6的目的是使Fe3+、Al3+变为沉淀而除去；正确答案：使Fe、Al转化为氢氧化物沉淀除去。

(5) 由表中数据可知，硫酸钙的溶解度随温度的变化不大，硫酸镁的溶解度随温度变化较大，因此可以采用蒸发结晶、趁热过滤的操作除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4；正确答案：蒸发结晶；趁热过滤。

(6)相比普通过滤，抽滤的优点是过滤速度快，得到的沉淀较干燥；正确答案：过滤速度快，得到的沉淀较干燥。

(7) 硼镁泥主要成分是MgO(占40%)，提供的硼镁泥共100g，所以氧化镁的质量为40 g，物质的量为1mol,理论上产生MgSO4·7H2O的量为1mol,质量为246 g，则MgSO4·7H2O的产率为172.2/246 ×100%= 70%；正确答案：70%。