Question

14．七水硫酸镁（MgSO₄•7H₂O）为白色细小四角柱状结晶，无臭，味苦，在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣一硼镁泥可制取七水硫酸镁．硼镁泥的主要成分是MgCO₃，还含有其他杂质（MgO、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、B₂O₃、Al₂O₃、MnO等）．
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）3	Mn（OH）2	Mg（OH）2
pH值	4.7	3.2	9.7	10.4	11.2

表2两种盐的溶解度（单位为g/100g水）

温度/℃	10	30	40	50	60
CaSO4	0.19	0.21	0.21	0.20	0.19
MgSO4•7H2O	30.9	35.5	40.8	45.6	-

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如图

根据以上流程图并参考表格数据，试回答下列问题：
（1）在酸溶过程中，想加快酸溶速度，提出两种可行的措施加热，搅拌或将固体粉碎．
（2）沉淀A中除二氧化硅外，还含有硼酸（H₃BO₃），硼酸微溶于水，为一元弱酸，其酸性不来源于羟基的电离，写出硼酸水溶液电离方程式Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-
（3）经对沉淀B进行分析，发现其中含有二氧化锰，用离子方程式解释产生二氧化锰原因：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
（4）加入硼镁泥调节pH=5～6目的是使溶液中的Al³⁺和Fe³⁺完全转化为沉淀而折出．
（5）得到的沉淀C的组成是CaSO₄•2H₂O或CaSO₄（填化学式），过滤Ⅲ需趁热过滤，原因是趁热过滤有利于分离CaSO₄和MgSO₄并防止MgSO₄在温度低时结晶析出
（6）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺的实验方法是取过滤Ⅱ后的溶液1～2ml丁试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液显红色，证明滤液中有Fe³⁺，否则无．

Answer 1

分析 硼镁泥的主要成分是MgCO₃，还含有其他杂质（MgO、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、B₂O₃、Al₂O₃、MnO等），向其中加硫酸时SiO₂不溶解，B₂O₃生成微溶的硼酸，过滤得到A为二氧化硅和硼酸，NaClO具有氧化性，能将Mn²⁺氧化为二氧化锰，PH=5～6时Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，加入硼镁泥调节溶液PH=5-6，煮沸过滤，则沉淀B中除MnO₂外还含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃，加热煮沸的主要目的是促进Al³⁺、Fe³⁺水解，由于CaSO₄的溶解度随温度的变化不大，而MgSO₄在温度较高时易溶于水，趁热过滤利于分离硫酸钙和硫酸镁，并防止MgSO₄在温度低时结晶析出，所以过滤Ⅲ需趁热过滤，过滤得到的沉淀C为CaSO₄•2H₂O或CaSO₄，滤液中主要含硫酸镁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到MgSO₄•7H₂O，据此分析解答．

解答 解：（1）加热、搅拌或将固体粉碎可以加快酸溶速率；
故答案为：加热；搅拌或将固体粉碎；
（2）硼酸微溶于水，为一元弱酸，酸性不来源于羟基的电离，电离方程式为：H₃BO₃+H₂O?H⁺+[B（OH）₄]^-；
故答案为：H₃BO₃+H₂O?H⁺+[B（OH）₄]^-；
（3）NaClO具有氧化性，能将Mn²⁺氧化为二氧化锰，自身被还原为氯离子，离子方程式为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
故答案为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
（4）PH=5～6时Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，加入硼镁泥调节溶液PH=5-6，使溶液中的Al³⁺和Fe³⁺完全转化为沉淀而折出；
故答案为：使溶液中的Al³⁺和Fe³⁺完全转化为沉淀而折出；
（5）趁热过滤时，硫酸钙的溶解度较小，而硫酸镁的溶解度较大，易于分离混合物，
此时过滤得到的沉淀为CaSO₄•2H₂O或CaSO₄，如不趁热过滤，冷却后硫酸镁的溶解度减小，会生成硫酸镁晶体；
故答案为：CaSO₄•2H₂O或CaSO₄；趁热过滤有利于分离CaSO₄和MgSO₄并防止MgSO₄在温度低时结晶析出；
（6）铁离子使KSCN溶液显红色，检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺的实验方法为：取过滤Ⅱ后的溶液1～2ml 丁试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液显红色，证明滤液中有Fe³⁺，否则无；
故答案为：取过滤Ⅱ后的溶液1～2ml 丁试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液显红色，证明滤液中有Fe³⁺，否则无．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、离子的检验等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．