Question

15．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO₄•7H₂O的过程如图所示：

硼镁泥的主要成分如下表：

MgO	SiO2	FeO、Fe2O3	CaO	Al2O3	B2O3
30%～40%	20%～25%	5%～15%	2%～3%	1%～2%	1%～2%

回答下列问题：
（1）“酸解”时应该加入的酸是浓硫酸，“滤渣1”中主要含有SiO₂（写化学式）．
（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是氧化亚铁离子、促进铁离子、铝离子转化为沉淀．
（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是溶液接近为无色．
（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，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．

Answer 1

分析 硼镁泥主要成份是MgO，还有CaO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃都和硫酸反应，SiO₂不与硫酸反应，B₂O₃转化为H₃BO₃，则滤渣1为SiO₂，次氯酸钙具有强氧化性，加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣2为Al（OH）₃、Fe（OH）₃，浓缩过滤得到滤渣3为CaSO₄，滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答．

解答 解：（1）“酸解”时应该加入的酸是浓硫酸，pH=1时B₂O₃转化为H₃BO₃，二氧化硅不反应，则“滤渣1”中主要含有SiO₂，
故答案为：浓硫酸；SiO₂；
（2）“除杂”时加入次氯酸钙发生2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，氧化镁促进铁离子、铝离子水解，则次氯酸钙、氧化镁的作用分别是氧化亚铁离子、促进铁离子、铝离子转化为沉淀，
故答案为：氧化亚铁离子；促进铁离子、铝离子转化为沉淀；
（3）因亚铁离子、铁离子均为有色离子，则判断“除杂”基本完成的检验方法是溶液接近为无色，
故答案为：溶液接近为无色；
（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，硫酸镁在80℃左右溶解度最大所以该过程中温度应控制80℃左右，温度太低会析出晶体，所以要趁热过滤，
故答案为：温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，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．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握图中发生的反应、混合物分离提纯、溶解度与温度的关系等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应及水解原理的应用，题目难度不大．