Question

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。

Answer 1

（1）漂液比H₂O₂的价格低得多。（2分）   2Fe²⁺＋ClO^－＋2H⁺=2Fe³⁺＋Cl^－＋H₂O（3分）
（2）使除Mg²⁺以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。（2分）
（3）Fe（OH）₃ 、 Mn（OH）₂、 Mg（OH）₂   （2分，写3个且全对得2分，只写其中2个且写对得1分，其他情况都得0分）   纯碱  （2分）
（4）MgCO₃ ＋H ₂O  Mg（OH）₂↓+ CO₂↑ （3分，产物写成碱式碳酸镁也算正确）
（5）坩埚 （2分）

试题分析：（1）表2为一个试剂价格表，在漂白液和双氧水均可做氧化剂时，从经济角度应该选漂液更加实惠；因此加入漂白液次氯酸钠后发生的化学反应的离子方程式为
2Fe²⁺  ＋  ClO^－＋  2H⁺ =  2Fe³⁺  ＋  Cl^－＋ H₂O。
（2）从表1的离子沉淀PH值可以看出步骤③调节pH值目的是使除Mg²⁺以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。
（3）步骤③调节pH值使除Mg²⁺以外的各种杂质金属离子都沉淀了，但pH值已略微超过了Mg²⁺ 开始沉淀的pH值，所以得到的沉淀物A为Fe（OH）₃ 、 Mn（OH）₂，也有 Mg（OH）₂ ；沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体，同时又生成沉淀物Mg（OH）₂ ，则沉淀物B一定不是Mg（OH）₂ ，所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱。
（4）加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解，生成Mg（OH）₂ 和CO2气体。化学方程式为MgCO₃ ＋H ₂O  Mg（OH）₂↓+ CO₂↑ 。
（5）氢氧化镁灼烧制备氧化镁，应该在耐高温的容器坩埚中进行。