题目内容

18．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：
29.0g盐泥$→_{②稀硫酸调pH为1-2}^{①水，调成泥浆}$$→_{④过滤}^{③煮沸}$滤液Ⅰ→滤液Ⅱ→产品
已知：①室温下Ksp[Mg（OH）2]=6.0×10-12．②在溶液中，Fe2+、Fe3+、Al3+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以及煮沸的目的是为了提高Mg2+的浸取率；
（2）若室温下的溶液中Mg2+的浓度为6.0mol•L-1，则溶液pH≥8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，滤渣的主要成分是Al（OH）3、Fe（OH）3、CaSO4•2H2O；
（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NaOH溶液； ②过滤，得沉淀；③向沉淀中加足量稀硫酸；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24.6g，则该盐泥中镁[以Mg（OH）2计]的百分含量约为20.0%（MgSO4•7H2O的相对分子质量为246）．

分析 （1）根据离子完全沉淀的pH值来确定在盐泥中加入稀硫酸调pH为1～2并煮沸的目的；
（2）根据氢氧化镁的Ksp=c（Mg2+）•c（OH-）2来计算；
（3）根据三种化合物的溶解度（S）随温度变化的曲线来回答；
（4）镁离子可以和氢氧化钠发生反应生成氢氧化镁沉淀，过滤，得到纯净的沉淀，再加入硫酸，蒸发结晶可以获得硫酸镁晶体；
（5）根据镁元素守恒结合关系式：MgSO4•7H2O-Mg（OH）2进行计算．

解答 解：（1）根据离子完全沉淀的pH值可以知道，在盐泥中加入稀硫酸调pH为1～2并煮沸的目的是为了提高Mg2+的浸取率，
故答案为：为了提高Mg2+的浸取率；
（2）氢氧化镁的Ksp=c（Mg2+）•c（OH-）2，溶液中Mg2+的浓度为6.0mol•L-1，则溶液的c（OH-）=$\sqrt{\frac{6.0×1{0}^{-12}}{6.0}}$=10-6mol/L，所以氢离子浓度为10-8mol/L，pH为8，故答案为：8；
（3）温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底，或者根据三种化合物的溶解度（S）随温度变化的曲线，可以知道高温下CaSO4•2H2O溶解度小，所得到的滤渣主要成分是：Al（OH）3、Fe（OH）3、CaSO4•2H2O，
故答案为：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；Al（OH）3、Fe（OH）3、CaSO4•2H2O；
（4）镁离子可以和氢氧化钠发生反应生成氢氧化镁沉淀，过滤，得到纯净的沉淀，再加入硫酸，蒸发结晶可以获得硫酸镁晶体，
故答案为：NaOH溶液；向沉淀中加足量稀硫酸；
（5）设该盐泥中含Mg（OH）2的质量为X，MgSO4•7H2O质量为24.6克，物质的量是0.1mol，由关系式MgSO4•7H2O-Mg（OH）2可知，Mg（OH）2的质量为0.1mol×58g/mol=5.8g，故该盐泥中含Mg（OH）2的百分含量为$\frac{5.8g}{29g}$×100%=20.0%，
故答案为：20.0%．

点评 本题考查制备实验，为高频考点，把握物质的性质、反应原理及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验及计算能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．已知下列热化学方程式
CH4（g）+2O2（g）→CO2（g）+2H2O（l）+Q1
2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）+Q2
2H2（g）+O2（g）→2H2O（l）+Q3
取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体共11.2L（S．T．P），完全燃烧后恢复到原状态，放出的热量是（　　）
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9．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性．因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注．该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（　　）
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6．钼酸钠晶体（Na2MoO4•2H2O）是公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成分是MoS2，含少量PbS）制备钼酸钠晶体的部分流程如图1：

（1）写出“碱浸”反应的离子方程式MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；
（2）减浸液结晶前需加入Ba（OH）z固体以除去SO42-．当BaMoO4开始沉淀时，SO42-的去除率是97.3%；[已知：碱浸液中c（MoO42-）=0.40mol•L-1，c（SO42-）=0.04mol•L-1，Ksp（BaSO4）=1.1×10-10、Ksp（BaMoO4）=4.0×10-8，加入Ba（OH）2固体引起的溶液体积变化可忽略]
（3）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因是使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，影响产品纯度；
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②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3保护膜．密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2．NaNO2的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用；
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3．实验室中的药品常按物质的性质、类别等有规律地放置．做“酸的性质”实验时，实验桌上部分药品的摆放如图．某同学取用K2SO4溶液后，应把它放回的位置是（　　）
A．B．C．D．
10．下列各组离子在溶液中能大量共存的是（　　）
A．Ba2+、C1-、$SO_4^{2-}$、K+B．H+、S2-、Na+、NO3-
C．Ca2+、$HCO_3^-$、C1-、K+D．Ag+、$NO_3^-$、Cl-、K+
7．实验室有一瓶长久放置的亚硫酸钠，为了检验此瓶亚硫酸钠是否部分被氧化及测定亚硫酸钠的质量分数，有学生设计了下面实验，根据实验步骤填写下列空格．

（l）加入过量的A的理由是使 SO32-、SO42- 沉淀完全；检验A是否过量的方法是取上层清液少量，再加BaCl2溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量或取上层清液少量，再加入Na2SO4溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量．
（2）加入B稍过量的理由是使BaSO3 全部溶解；加入B发生反应的离子方程式是BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O．
（3）怎样检验沉淀（Ⅲ）是否洗涤干净，取最后一次洗涤液少量，加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生，表示沉淀已经洗净．
（4）亚硫酸钠的质量分数为（用含W1和W2的式子表示）（1-$\frac{{w}_{2}}{{w}_{1}}$×$\frac{142}{233}$）×100%．
8．有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：
阳离子 K+、Na+、Al3+、Cu2+
阴离子OH-、HCO3-、NO3-、SO42-
为了鉴别上述化合物．分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀完全溶解；
③进行焰色反应，B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃），A、E为黄色；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀，B中无明显现象．
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、C的化学式：BKNO3；CKAl（SO4）2．
（2）写出过量E滴入到C溶液中的离子反应方程式Al3++4OH-═AlO2-+2H2O．
（3）在A溶液中加澄清石灰水，其离子方程式为HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O．
（4）写出检验D中阴离子的方法取样，先加盐酸，再滴加氯化钡溶液．

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