Question

“卤块”的主要成分为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），以它为原料，按如下工艺流程图，可制得“轻质氧化镁”． 如果要求产品尽量不含杂质离子且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定．

表一：生成氢氧化物沉淀的pH                  表二：化学试剂价格表

物质	开始沉淀	沉淀完全		试剂	价格（元/吨）
Fe（OH）3	2.7	3.7		漂液（含NaClO25.2%）	450
Fe（OH）2	7.6	9.6		H2O2（30%）	2400
Mn（OH）2	8.3	9.8		NaOH（固98%）	2100
Mg（OH）2	9.6	11.1		Na2CO3（固95%）	600
				卤块（MgCl2，30%）	310

（注）Fe（OH）₂呈絮状，不易从溶液中除去，除Fe²⁺通常将它氧化成为Fe³⁺后，生成Fe（OH）₃而除之．
请填写以下空白：
（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳选择应是

 

简述原因：

 

；试剂X的作用是

 

．
（2）在步骤③中加入的试剂应是

 

，控制pH=9.8的目的是

 

．
（3）有同学提出控制pH=9.6更为合适，你认为是否正确

 

（填正确、不正确）并说明理由：

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：“卤块”的主要成分为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），以它为原料，按如下工艺流程图，可制得“轻质氧化镁”；加入盐酸溶解得到溶液中含Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等离子，加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子，依据化学试剂价格选择经济效益低的漂液作为氧化剂X，要求产品尽量不含杂质离子且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定；加入Y为镁的氧化物调节溶液pH=9.8使铁离子、锰离子全部沉淀，过滤得到滤液为氯化镁溶液，加入碳酸钠溶液沉淀镁离子，水中煮沸得到氢氧化镁和二氧化碳，氢氧化镁灼烧得到氧化镁．

解答： 解：“卤块”的主要成分为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），以它为原料，按如下工艺流程图，可制得“轻质氧化镁”；加入盐酸溶解得到溶液中含Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等离子，加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子，依据化学试剂价格选择经济效益低的漂液作为氧化剂X，要求产品尽量不含杂质离子且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定；加入Y为镁的氧化物调节溶液pH=9.8使铁离子、锰离子全部沉淀，过滤得到滤液为氯化镁溶液，加入碳酸钠溶液沉淀镁离子，水中煮沸得到氢氧化镁和二氧化碳，氢氧化镁灼烧得到氧化镁；
（1）在步骤②中加入的试剂X，要求产品尽量不含杂质离子且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定，最佳选择应是漂液（NaClO），试剂X的作用是漂液（NaClO）和H₂O₂都能使Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
故答案为：漂液（NaClO）；漂液（NaClO）和H₂O₂都能使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，但漂液（NaClO）的成本比H₂O₂低很多；使Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（2）在步骤③中加入的试剂，依据化学试剂的价格分析判断应是NaOH，使Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子都能生成氢氧化物沉淀以便过滤除去；
故答案为：NaOH；使Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子都能生成氢氧化物沉淀以便过滤除去；
（3）由表中数据可知，pH=9.8时Mg²⁺也部分生成Mg（OH）₂，影响产率，但因卤块价格便宜，多沉淀一点镁离子可行；控制pH=9.6，锰离子不能全部沉淀；
故答案为：不正确；由表中数据可知，pH=9.8时Mg²⁺也部分生成Mg（OH）₂，影响产率，但因卤块价格便宜，损失一些以保证产品（MgO）的纯度，是可行的．

点评：本题考查了物质分离提纯的实验方法和流程分析判断，主要是物质性质的理解应用，题目难度中等．