Question

【题目】实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如如：

（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为

MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4kJ·mol–1

Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4kJ·mol–1

酸溶需加热的目的是__；所加H2SO4不宜过量太多的原因是__。

（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为__。

（3）用如图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。

①实验装置图中仪器A的名称为__。

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，__、静置、分液，并重复多次。

（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，___，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

Answer 1

【答案】加快酸溶速率 避免制备MgCO3时消耗更多的碱 H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O 分液漏斗 充分振荡 至5.0＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成

【解析】

工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)加入硫酸反应生成硫酸镁、硅酸、硫酸亚铁、硫酸铝等，过滤，向滤液中加入双氧水，主要目的是氧化亚铁离子为后续除杂，加入有机萃取剂萃取分液，有机相中含有铁离子，分液后溶液中先加氨水除铝离子，过滤，滤液中加入碳酸钠溶液得到碳酸镁沉淀。

（1）酸溶需加热的目的是加快酸溶速率，酸溶时生成硫酸镁，经过一系列反应最终变为MgCO3·3H2O，H2SO4过多，再后续反应过程中会需要大量碱来中和过量的硫酸，因此所加H2SO4不宜过量太多的原因是避免制备MgCO3时消耗更多的碱；故答案为：加快酸溶速率；避免制备MgCO3时消耗更多的碱。

（2）加入H2O2氧化时主要发生亚铁离子被双氧水氧化生成铁离子，发生发应的离子方程式为H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O；故答案为：H2O2＋2Fe2+＋2H+=2Fe3+＋2H2O。

（3）①实验装置图中仪器A的名称为分液漏斗；故答案为：分液漏斗。

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，一般采取少量多次萃取，为充分萃取需要充分振荡；故答案为：充分振荡。

（4）萃取后得到的水溶液，边搅拌边向溶液中滴加氨水，滴加到一定pH值后，生成氢氧化铝沉淀，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成碳酸镁，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O；故答案为：至5.0＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成。