题目内容

10．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的工艺流程如下：

已知：NaClO与Mn2+反应产生MnO2沉淀．
根据题意回答下列问题：
（1）实验中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的浓硫酸来配制，除量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器是烧杯、100mL容量瓶．
（2）滤渣的主要成份有Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2
（3）加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式：Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-．在调节pH=5-6之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O．
（4）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度（℃）40506070
MgSO430.933.435.636.9
CaSO40.2100.2070.2010.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，其主要操作过程是蒸发浓缩（结晶），趁热过滤．
（5）如果测得提供的硼镁泥的质量为100.0g，得到的MgSO4•7H2O196.8g，则MgSO4•7H2O的产率为70%（相对分子质量：MgSO4•7H2O-246  MgO-40）．

分析 硼镁泥主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，把亚铁离子氧化成铁离子，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤除去滤渣Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2，滤液中含钙离子、镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体，
（1）配制硫酸溶液需要用到烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶以及胶头滴管等容器；
（2）二氧化硅不与稀硫酸反应，所以在滤渣中存在；
（3）NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，溶液中含有Fe2+，具有还原性，可与NaClO发生氧化还原反应；
（4）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；
（5）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：硼镁泥主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，把亚铁离子氧化成铁离子，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤除去滤渣Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2，滤液中含钙离子、镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体，
（1）配制硫酸溶液需要用到烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶以及胶头滴管等容器，
故答案为：烧杯、100mL容量瓶；
（2）加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，SiO2不反应，则滤渣的主要成分除含有Fe（OH）3、Al（OH）3外，还含有MnO2、SiO2，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2；
（3）NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-，溶液中含有Fe2+，具有还原性，可与NaClO发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，
故答案为：Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-；2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O；
（4）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：趁热过滤；
（5）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量为：$\frac{100g×40%}{40g/mol}$=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：$\frac{172.2g}{246g}$×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．

练习册系列答案
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17．下列各组离子，同时符合下列条件的是（　　）
①在溶液中能大量共存；②加入过量氢氧化钠溶液并加热，既无沉淀又无气体生成．
A．H+、HCO3-、Ca2+B．Ba2+、H+、Cl-C．Ca2+、NH4+、HCO3-D．Mg2+、NH4+、SO42-
18．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液中：Fe2+、NO3-、Na+、SO42-
B．水电离出的c（H+）=10-12mol/L的溶液中：Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
C．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1012的水溶液中：NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D．c（Fe3+）=0.1mol/L的溶液中：K+、ClO-、SO42-、SCN-
15．室温下，用0.100mol/L NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.100mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B．V（NaOH）=20ml时，${C_{（C{l^-}）}}$=${C_{（C{H_3}CO{O^-}）}}$
C．PH=7时，滴定醋酸消耗V（NaOH）小于20ml
D．V（NaOH）=10ml时，醋酸溶液中：${C_{（N{a^+}）}}$＞${C_{（C{H_3}CO{O^-}）}}$＞${C_{（{H^+}）}}$＞${C_{（O{H^-}）}}$
5．下列实验方案中，不能达到实验目的是（　　）
选项实验目的实验方案
A检验Fe（NO3）2晶体是否已氧化变质将Fe（NO3）2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
B证明与苯环相连的甲基易被氧化向2mL甲苯中加入3滴酸性KMnO4溶液，振荡；向2mL苯中加入3滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察现象
C比较HB和HA的酸性强弱取等体积pH=3的HA和HB两种酸分别与足量的锌反应，排水法收集气体，观察收集到的气体哪个多
D验证Fe（OH）3的溶解度小于Mg（OH）2将FeCl3溶液加入Mg（OH）2悬浊液中，振荡，观察现象
A．AB．BC．CD．D
15．铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有SiO2、Fe2O3）是工业上制备氧化铝的主要原料．工业上提取氧化铝的工艺流程如下：

①沉淀 A、B的成分分别是SiO2、Fe（OH）3；步骤②中的试剂a是NaOH溶液；
②试写出步骤③中发生反应的离子方式CO2+OH-=HCO3-、CO2+[Al（OH）4]-=Al（OH）3↓+HCO3-；
③试写出步骤③中滤液分解反应的方程式2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑．
④简述氯化铝溶液经过结晶得到氯化铝晶体的实验条件是将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通入氯化氢气体防止水解．
2．某实验小组用0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol•L-1NaOH溶液
（1）若实验中约需要240ml0.50mol•L-1NaOH溶液，则应用量筒量取2.5mol•L-1NaOH溶液的体积为50.0mL．
（2）配制0.50mol•L-1NaOH溶液时，需要使用的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有250mL容量瓶、胶头滴管．
Ⅱ．测定中和热
取60mL NaOH溶液和40mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表．
实验
次数		                      起始温度t1/℃终止温度
    t2/℃
H2SO4NaOH            平均值
（保留小数点后一位）
   1  26.3  26.0              26.1    30.1
   2  27.0  27.3              27.2    33.3
   3  25.9  25.9              25.9    29.8
   4  26.5  26.2              26.3    30.4
（3）近似认为0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，反应后溶液的比热容为4.18J/（g•℃），则中和热△H=-55.7kJ/mol（结果保留一位小数）
（4）上述实验数值结果与57.3kJ•mol-1有偏差，产生此偏差的原因可能ad（填字母）．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取40mL0.50mol•L-1硫酸时俯视读数
c．硫酸倒入小烧杯时，有少量硫酸溅出
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
（5）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液、稀氨水分别和1L 0.50mol/L的稀硫酸恰好完全反应，其反应热分别为△H1、△H2、△H3，则△H1、△H2、△H3由大到小的关系为△H3＞△H1＞△H2．
19．下列化合物，按其晶体的熔点由低到高排列正确的是（　　）
A．SiO2  CsCl   CBr4   CF4B．SiO2  CsCl   CF4    CBr4
C．CsCl  SiO2   CBr4   CF4D．CF4     CBr4   CsCl   SiO2
20．下列药物的主要成份能起到解热止痛作用的是（　　）
A．阿司匹林B．氢氧化铝C．碘酒D．青霉素

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