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，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，还含有其他杂质（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（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	/

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表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH=5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子反应方程式为______．加热煮沸的主要目的是______．
（2）沉淀B中除MnO₂、SiO₂外还含有______（填化学式）等物质．
（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺的实验方法是______；
（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：（1）根据氧化还原反应得失电子相等，利用离子方程式的配平方法书写反应的离子方程式；盐类的水解为吸热反应，加热有利于Al³⁺、Fe³⁺水解；
（2）根据表中各物质溶解时的PH可知沉淀还应有Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）利用Fe³⁺离子与KSCN溶液生成血红色的物质检验；
（4）根据CaSO₄和MgSO₄?7H₂O在不同温度下的溶解度判断沉淀的组成和趁热过滤的理由．
解答：解：（1）NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子方程式为Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，盐类的水解为吸热反应，加热有利于Al³⁺、Fe³⁺水解
以及Mn²⁺氧化成MnO₂，故答案为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；促进Al³⁺、Fe³⁺水解及Mn²⁺氧化成MnO₂；
（2）根据表中数据可知，在调节溶液的PH在5～6时，Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）Fe³⁺离子与KSCN溶液生成血红色的Fe（SCN）₃，可利用该反应进行检验，故答案为：取过滤II后的滤液1～2 ml于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，
证明滤液中无Fe³⁺；
（4）CaSO₄的溶解度随温度的变化不大，而MgSO₄在温度较高时易溶于水，趁热过滤利于分离硫酸钙和硫酸镁，并防止MgSO₄在温度低时结晶析出，
故答案为：CaSO₄?2H₂O或CaSO₄；以防MgSO₄在温度低时结晶析出．
点评：本题考查物质的制备、除杂，涉及物质的检验以及沉淀的转化等知识，题目较为综合，有一定难度，本题注意要认真分析题中数据，考查学生的分析能力．