Question

盐泥是氯碱工业中的废渣，主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐(含少量铁、铝、钙的盐)。实验室以盐泥为原料制取MgSO₄·7H₂O的实验过程如下：

—→—→产品

已知：①室温下K_sp[Mg(OH)₂]＝6.0×10^－12。②在溶液中，Fe^2＋、Fe^3＋、Al^3＋从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1～9.6、2.0～3.7、3.1～4.7。③三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。

(1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为1～2以及煮沸的目的是_______________________。

(2)若室温下的溶液中Mg^2＋的浓度为6.0 mol·L^－1，则溶液pH≥________才可能产生Mg(OH)₂沉淀。

(3)由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5，再趁热过滤，则趁热过滤的目的是__________________，滤渣的主要成分是______________________。

(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO₄·7H₂O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入______________；②过滤，得沉淀；③________________；④蒸发浓缩，降温结晶；⑤过滤、洗涤得产品。

(5)若获得的MgSO₄·7H₂O的质量为24.6 g，则该盐泥中镁[以Mg(OH)₂计]的百分含量约为________(MgSO₄·7H₂O的相对分子质量为246)。

Answer 1

答案　(1)提高Mg^2＋的浸取率(其他合理答案均可)

(2)8

(3)温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底(或高温下CaSO₄·2H₂O溶解度小等合理答案均可)　Al(OH)₃、Fe(OH)₃、CaSO₄·2H₂O

(4)NaOH溶液　向沉淀中加足量稀硫酸(合理答案均可)

(5)20.0%

解析　(1)加入H₂SO₄可以使Mg的硅酸盐或碳酸盐充分转化成Mg^2＋。(2)[OH^－]＝ mol·L^－1＝10^－6 mol·L^－1，所以pH≥8。(3)加入NaClO，可以把Fe^2＋氧化成Fe^3＋，当pH大约为5时，Fe^3＋、Al^3＋完全转化成沉淀；根据溶解度曲线，温度高时，CaSO₄·2H₂O的溶解度更小，所以滤渣的主要成分为Al(OH)₃、Fe(OH)₃和CaSO₄·2H₂O。(4)使Mg^2＋转化成MgSO₄·7H₂O的步骤为①加入NaOH溶液；②过滤得Mg(OH)₂沉淀；③加入稀H₂SO₄；④蒸发浓缩、降温结晶、过滤得产品；(5)根据镁元素守恒得×100%＝20.0%。