Question

硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业．从硼镁泥中提取MgSO₄?7H₂O的流程如下：

根据题意回答问题：
（1）实验中需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的浓硫酸（ρ=1.84g/mL）来配制，量取浓硫酸时，需使用的量筒的规格为

 

A．10mL    B．20mL   C．50mL   D．100mL
（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应：Mn²⁺+ClO^-+H₂O→MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为

 

．
（3）滤渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，还有

 

．
（4）在“除钙”前，需检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，简述检验方法

 

．
（5）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤

 

．“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，

 

，便得到了MgSO₄?7H₂O．
（6）实验中提供的硼镁泥共100g，得到的MgSO₄?7H₂O为172.2g，则MgSO₄?7H₂O的产率为

 

．

Answer 1

分析：（1）先根据C=

1000ρw

M

计算浓硫酸的浓度，再根据浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变计算浓硫酸的体积；
（2）亚铁离子具有还原性，能够被次氯酸钠氧化；
（3）根据题中信息，不能够与硫酸反应的成分会存在滤渣中；
（4）根据检验三价铁离子的方法完成；
（5）根据表中温度对硫酸镁、硫酸钙的影响完成；根据分离晶体与溶液方法分析；
（6）根据硼镁泥中MgO的质量分数（占40%），计算出生成MgSO₄?7H₂O质量及产率．

解答：解：（1）浓硫酸的物质的量浓度C=

1000ρw

M

=

1000×1.84×98%

98

mol/L=18.4mol/L，设浓硫酸的体积为V，18.4mol/L×V=1.0mol/L×0.1L，V=0.0054L=5.4mL，
故答案为：C；
（2）由于溶液中有亚铁离子，能够被次氯酸钠氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（3）由于二氧化锰和二氧化硅不与稀硫酸反应，所以在滤渣中存在，
故答案为：MnO₂，SiO₂；
（4）可以向溶液中加入硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在三价铁离子，方法为：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺，
故答案为：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe³⁺；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe³⁺；
（5）有温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙；操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，再经过过滤，便得到了MgSO₄?7H₂O，
故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；过滤（或过滤洗涤）；
（6）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量为：

100g×40%

40g/mol

=1mol，根据镁原子守恒，生成MgSO₄?7H₂O的物质的量为1mol，质量为246g/mol×1mol=246g，MgSO₄?7H₂O的产率为：

172.2g

246g

×100%=70%，
故答案为：70%．

点评：本题考查了从硼镁泥中提取MgSO₄?7H₂O的方法，涉及了配制一定物质的量浓度的溶液的仪器选择、铁离子检验方法、硫酸镁晶体的产率计算等知识，题量较大，难度中等．