Question

13．硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)．從硼鎂泥中提取MgSO₄•7H₂O的流程如下：

根據(jù)題意回答下列問題：
（1）實驗中需用1mol•L^-1的硫酸80mL，若用98%的濃硫酸配制，除量筒、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有燒杯、100mL的容量瓶、膠頭滴管．
（2）加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，該反應(yīng)的離子方程式：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
（3）在調(diào)節(jié)pH=5～6之前，還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（4）如何檢驗濾液中Fe³⁺是否被除盡，簡述檢驗方法取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e³⁺．
（5）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

溫度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡要說明主要操作步驟蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾．
（6）如果提供的硼鎂泥共100g，得到的MgSO₄•7H₂O 196.8g，則MgSO₄•7H₂O的產(chǎn)率為80%．

Answer 1

分析 硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入硫酸酸解PH=1，得到溶液硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸錳、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁，加入次氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子，沉淀錳離子，過濾后的濾液中利用溶解度隨溫度變化，除去硫酸鈣，得到硫酸鎂溶液，通過蒸發(fā)濃縮趁熱過濾得到MgSO₄•7H₂O，
（1）依據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟和實驗過程分析選擇合適的儀器；
（2）次氯酸根離子具有強的氧化性，能夠氧化二價錳離子生成二氧化錳；亞鐵離子具有還原性，能夠被次氯酸鈉氧化；
（4）依據(jù)三價鐵離子遇到KSCN溶液顯血紅色設(shè)計驗證實驗過程；
（5）根據(jù)表中溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的影響完成，溫度越高，硫酸鈣溶解度越��；
（6）根據(jù)硼鎂泥中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（占40%），計算出生成MgSO₄•7H₂O質(zhì)量及產(chǎn)率．

解答 解：硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入硫酸酸解PH=1，得到溶液硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸錳、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁，加入次氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子，沉淀錳離子，過濾后的濾液中利用溶解度隨溫度變化，除去硫酸鈣，得到硫酸鎂溶液，通過蒸發(fā)濃縮趁熱過濾得到MgSO₄•7H₂O，
（1）用98%的濃硫酸來配制1.00mol/L的硫酸80.0mL，應(yīng)選擇100ml容量瓶，一般步驟為：計算、量取、稀釋、移液、洗滌、定容、搖勻等，用到的儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒、100ml容量瓶，
還需要的玻璃儀器：燒杯、100mL容量瓶、膠頭滴管；
故答案為：燒杯、膠頭滴管、100mL容量瓶；
（2）NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
故答案為：Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
（3）溶液中含有Fe²⁺，具有還原性，可與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（4）三價鐵離子遇到KSCN溶液顯血紅色，通常利用KSCN溶液檢驗三價鐵離子的存在，取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e³⁺；
故選：取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e³⁺；
（5）有溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；
故答案為：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾；
（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質(zhì)的量為：$\frac{100g×40%}{40g/mol}$=1mol，根據(jù)鎂原子守恒，生成MgSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為246g/mol×1mol=246g，MgSO₄•7H₂O的產(chǎn)率為：$\frac{196.2g}{246g}$×100%=80.0%，
故答案為：80.0%．

點評 本題考查了從硼鎂泥中提取MgSO₄•7H₂O的方法，涉及配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的儀器選擇、鐵離子檢驗方法、物質(zhì)分離的方法，產(chǎn)率計算等，側(cè)重考查學(xué)生分析問題能力，題目難度較大．