Question

盐泥是氯碱工业中的废渣，主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

已知：(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)₂]＝6.0×  

(Ⅱ) Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺开始沉淀到完全沉淀的pH范围依次为：7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7

(Ⅲ) 三种化合物的溶解度（S）随温度变化曲线如图。

回答下列问题：

（1）在盐泥中加H₂SO₄溶液控制pH为1～2以及第一次煮沸的目的是：　　。

（2）若溶液中Mg²⁺的浓度为6 mol/L，溶液pH≥　　才可能产生Mg(OH)₂沉淀。

（3）第二次过滤需要趁热进行，主要原因是　　。所得滤渣的主要成分是　  。

（4）从滤液Ⅱ中获得MgSO₄·7H₂O晶体的实验操作步骤为：①向滤液Ⅱ中加入　　，②过滤，得沉淀，③　　，④蒸发浓缩，降温结晶，⑤过滤、洗涤得产品。

（5）若获得的MgSO₄·7H₂O质量为24.6 g，则该盐泥中含镁[以Mg(OH)₂计]的百分含量约    （MgSO₄·7H₂O式量为246）

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1）提高Mg²⁺的浸取率（2分）

（2）8（2分）

（3）温度较高时钙盐与镁盐分离更彻底（或高温下CaSO₄·2H₂O溶解度小）（2分）

 Al(OH)₃ 、Fe(OH)₃ 、CaSO₄·2H₂O      （2分）

（4）NaOH溶液（2分）  向沉淀中加足量稀硫酸（2分）

（5）20.0%（3分）

【解析】

试题分析：由流程图，①②③酸浸，溶解，④分离溶液和固体杂质，主要是H₂SiO₃和不溶解的滤渣，⑤将Fe^2＋ 氧化成Fe^3＋ 以便分步除去，⑥分离Fe (OH)₃ 、Al (OH)₃ 和MgSO₄、NaCl溶液，由滤液Ⅱ得到产品。⑴通过煮沸提高反应速率，提高Mg^2＋ 的浸出率，答案：提高Mg²⁺的浸取率；⑵Ksp[Mg(OH)₂]＝6.0×=c(Mg^2＋ )c²(OH^― )得：c²(OH^― )= 6.0×/6=1.0×10^-12，c(OH^― )=1.0×10^―6mol/L,PH8，答案：8；⑶从图中读出高温下CaSO₄·2H₂O溶解度小，与溶液分离更彻底，答案：温度较高时钙盐与镁盐分离更彻底（或高温下CaSO₄·2H₂O溶解度小）； Al(OH)₃ 、Fe(OH)₃ 、CaSO₄·2H₂O；⑷滤液Ⅱ中含有MgSO₄、NaCl，要将NaCl分离出去，要先将Mg^2＋ 形成Mg(OH)₂ 沉淀，过滤后将NaCl除去，然后加H₂SO₄重新生成MgSO₄，然后蒸发浓缩，降温结晶，过滤、洗涤、干燥后获得晶体。答案：NaOH溶液；向沉淀中加足量稀硫酸；⑸MgSO₄·7H₂O质量为24.6 g，是0.1mol,则0.1molMg (OH)₂ 为5.8 g，5.8g/29g×100%=20.0%。答案：20.0%。

考点：综合实验题，涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方面内容，考查学生对综合实验处理能力。