Question

七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用．可利用化工厂生产硼砂的废渣M（主要成分是MgCO₃，还含有MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃等杂质）来制取七水硫酸镁．已知：
表1  部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH

沉淀	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
pH	5.2	3.2	9.7	11.2

表2  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	--

由废渣M制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）过滤I的滤液中加入NaClO溶液的目的是______，写出反应的离子方程式______，需要加热煮沸的目的是______．
（2）操作Ⅱ所用的玻璃仪器是______．
（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺，其实验方法是______．（用离子方程式表示）．
（4）沉淀C的化学式是______，过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是______．

Answer 1

【答案】分析：向废渣M中加硫酸时SiO₂不溶解，NaClO具有氧化性，能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，PH=5～6时Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，加热煮沸的主要目的是促进Al³⁺、Fe³⁺水解，由于MgSO₄的溶解度不大，温度低时结晶析出，所以过滤II需趁热过滤．
解答：解：（1）根据表中数据可知Fe³⁺易水解生成Fe（OH）₃沉淀，NaClO具有氧化性，能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，易于除杂，
反应的方程式为6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
盐的水解为吸热过程，加热有利于促进Al³⁺、Fe³⁺的水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃等沉淀，
故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；促进Al³⁺、Fe³⁺的水解；
（2）过滤用到的仪器或用品有铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗以及滤纸，其中玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）实验室检验Fe³⁺离子的方法是在溶液中加入KSCN，溶液变红色，反应的离子方程式为Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）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；防止MgSO₄在温度降低时结晶析出．
点评：本题考查制备实验方案的设计，题目难度中等，注意分析物质的制备的流程，理解反应原理，注重基础知识的积累．