Question

8．硼镁泥是硼镁矿（主要成分：MgO•B₂O₃）生产硼砂（Na₂B₄O₇）的废渣，生产原理如下：2MgO•B₂O₃+Na₂CO₃+CO₂=Na₂B₄O₇+2MgCO₃．硼镁泥中的MgCO₃是宝贵的镁资源．某研究小组以硼镁泥为原料提取MgSO₄•7H₂O，设计了如下流程图：

各离子开始沉淀和完全沉淀的pH值

离子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
开始沉淀～沉淀完全的pH	2.7～4.1	3.7～5.2	7.5～9.6	8.6～10.1	9.6～11.1

请回答下列问题：
（1）步骤①可在如图装置中进行，仪器A的名称是三颈烧瓶；

（2）本实验中多次用到抽滤，相比普通过滤，抽滤的优点是速度快、得到的滤渣较干燥；
（3）步骤②中加硼镁泥的作用是消耗多余的硫酸使pH增加到5～6，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀，NaClO的作用是氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
（4）步骤③趁热过滤的目的是防止析出MgSO₄•7H₂O该过程中温度应控制在80℃左右；
（5）步骤④的具体操作：当出现晶膜时即停止加热，其原因是防止MgSO₄•7H₂O失去结晶水．

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器的结构分析；
（2）根据抽滤的特点分析；
（3）操作②加入硼镁泥可以消耗多余的硫酸，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；Fe²⁺、Mn²⁺在pH较小时不能形成沉淀，所以加氧化剂转化为易分离的物质；
（4）温度太低会析出晶体；由图2可知硫酸镁在80℃左右溶解度最大；
（5）加热溶液当出现晶膜时停止加热，防止温度过高使MgSO₄•7H₂O失去结晶水．

解答 解：（1）根据图1可知该仪器为三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；
（2）抽滤属于减压过滤，过滤时速度快，得到的固体较干燥，故答案为：速度快、得到的滤渣较干燥；
（3）已知Fe³⁺形成沉淀的pH范围是2.7～4.1，Al³⁺形成沉淀的PH范围是3.7～5.2，所以操作②加入硼镁泥可以消耗多余的硫酸，调节pH，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；由表中数据可知Fe²⁺、Mn²⁺在pH较小时不能形成沉淀，所以加氧化剂将其转化为易分离的物质，所以加入NaClO的作用是，氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
故答案为：消耗多余的硫酸使pH增加到5～6，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
（4）由图2可知硫酸镁在80℃左右溶解度最大所以该过程中温度应控制80℃左右，温度太低会析出晶体，所以要趁热过滤，
故答案为：防止析出MgSO₄•7H₂O；80；
（5）加热溶液当出现晶膜时停止加热，然后冷却使硫酸镁结晶析出，如果继续加热会因为温度过高使MgSO₄•7H₂O失去结晶水，而得不到硫酸镁晶体，
故答案为：出现晶膜；防止MgSO₄•7H₂O失去结晶水．

点评 本题以物质的制备为背景，涉及实验操作、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．