Question

利用化工厂生产硼砂的废渣--硼镁泥可制取七水硫酸镁，硼镁泥的主要成分是MgCO₃，还含有其它杂质（MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、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）2	Mn（OH）2	Mg（OH）2
pH值	5.2	3.2	9.7	10.4	11.2

表2  两种盐的溶解度（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下：

根据以上流程图并参考pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
（1）硼镁泥加入浓硫酸时，FeO发生的变化是______（选填序号）．
a．被钝化          b．被氧化        c．被溶解
（2）往过滤Ⅰ得到的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH=5～6，再加入NaClO溶液可将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，该反应的离子反应方程式为______．加热煮沸的目的是_______．
（3）沉淀B中除MnO₂外还含有______（填化学式）等物质．
（4）沉淀C的化学式是______；产生沉淀C的操作需趁热进行的原因是______；洗涤沉淀需要的玻璃仪器有：烧杯、______；若用乙醇代替水作洗涤剂洗涤沉淀C，原因是______．
（5）过滤出MgSO₄?7H₂O晶体的滤液中含有的金属阳离子有______，生产中对该滤液的处理方法是______；检验滤液是否含有SO₄^2-操作是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）氧化亚铁是金属氧化物，亚铁离子有还原性，根据金属氧化物和还原性离子的性质确定氧化亚铁发生的变化；
（2）次氯酸钠有强氧化性，二价锰离子被氧化生成二氧化锰，同时自身被还原，弱根离子水解是吸热反应，温度越高，水解程度越大；
（3）根据表1确定沉淀B的成分；
（4）根据表2确定沉淀C的成分，根据硫酸镁和温度的关系分析，根据仪器的作用选取仪器，根据相似相溶原理知，硫酸钙在水中的溶解度大于在乙醇中的溶解度；
（5）溶液中存在可溶性的阳离子，为节约资源，应循环利用，用盐酸酸化的氯化钡检验硫酸根离子．
解答：解：（1）浓硫酸有强氧化性，氧化亚铁是金属氧化物，能和硫酸反应生成盐，所以氧化亚铁能溶解，亚铁离子检验还原性，浓硫酸有强氧化性，所以亚铁离子能被浓硫酸氧化，即氧化亚铁被氧化，故选b c；
（2）根据题意知，二价锰离子反应后生成二氧化锰，次氯酸根离子生成硫离子，结合原子守恒得，该离子反应方程式为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，铝离子和铁离子水解是吸热反应，加热能促进铝离子和铁离子水解，从而生成氢氧化铝和氢氧化铁，故答案为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O═MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，促进Al³⁺、Fe³⁺水解；
（3）根据表1知，pH=5-6时，氢氧化铝和氢氧化铁完全生成沉淀，所以B沉淀的成分还有Fe（OH）₃、Al（OH）₃
，故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）根据表2知，硫酸钙随着温度的升高其溶解度降低，所以沉淀C是硫酸钙；
温度越低硫酸镁的溶解度越小，为减少硫酸镁的析出和硫酸钙的溶解，产生沉淀C的操作需趁热进行；
洗涤沉淀需要的玻璃仪器有：起过滤作用的漏斗、起搅拌和引流作用的玻璃棒；
硫酸钙在无机溶剂中的溶解度大于在有机溶剂中的溶解度，所以为降低硫酸钙的溶解度，用乙醇代替水作洗涤剂洗涤沉淀C，
故答案为：CaSO₄?2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在温度低时结晶析出；漏斗、玻璃棒；降低CaSO₄?2H₂O的溶解度（或减少CaSO₄?2H₂O的溶解）；
（5）加入的次氯酸钠中含有钠离子，硫酸钠和硫酸镁是可溶性盐，所以过滤出MgSO₄?7H₂O晶体的滤液中含有的金属阳离子有Mg²⁺、Na⁺；
滤液中含有镁离子，生产的原料中需要镁离子，所以为减少资源的浪费，镁离子可以循环利用；
硫酸根离子的检验方法是：取滤液1～2 mL于试管中，加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-，否则没有；
故答案为：Mg²⁺、Na⁺；循环利用；取滤液1～2 mL于试管中，加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-．
点评：本题考查化学与技术，涉及离子的检验方法、仪器的选取、物质的分离等知识点，注意阅读题给信息并充分利用信息进行解答，难度较大．