Question

【题目】卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如图：

已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1和表2提供的资料，填写空白：

表1 生成氢氧化物沉淀的pH				表2 化学试剂价格表
物质	开始沉淀	沉淀完全		试剂	价格（元/吨）
Fe(OH)3	2.7	3.7		漂液（含25.2% NaClO）	450
Fe(OH)2	7.6	9.6		双氧水（含30% H2O2）	2400
Mn(OH)2	8.3	9.8		烧碱（含98% NaOH）	2100
Mg(OH)2	10.0	11.1		纯碱（含99.5% Na2CO3）	600

（1）在步骤②中加入的试剂X（从表2中选择）是_______而不是双氧水，其原因是_______________________。写出加入X发生反应的离子方程式_______________________。

（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是____________________________。

（3）沉淀物A的成分为______________，试剂Y（从表2中选择）应该是_______。

（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是________________________。

（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物C必需在_______（填仪器名称）中灼烧。

Answer 1

【答案】 漂液 漂液比H2O2的价格低得多 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 使Fe3+、Mn2+（或其它杂质金属离子）转化为氢氧化物沉淀而除去 Fe(OH)3、Mn(OH)2 纯碱 MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑ 坩埚

【解析】(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+，并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之，虽然漂液和H2O2都可采用，但对比表2提供的原料价格可以看出，漂液比H2O2的价格低得多，所以选漂液最合理，流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：漂液；漂液比H2O2的价格低得多；2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；

(2) 分析表1提供的数据：pH=9.8，可以使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，故答案为：使除Mg2+以外的各种杂质金属离子转化为氢氧化物沉淀除去；

(3)由流程分析可知，步骤②加入氧化剂，氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH=9.8，依据表格数据判断形成沉淀的离子为Fe3+，Mn2+，反应形成的沉淀A为Fe(OH)3、Mn(OH)2；步骤④的目的是将Mg2+从溶液中沉淀出来．从MgCl2制得MgO，有两种可行的方法，一种是向溶液中加入烧碱，另一种方法是向溶液中加入纯碱，此处选用后一种方法更合理，一方面，加烧碱生成的中间产物Mg(OH)2是胶状沉淀，会造成过滤困难；加纯碱生成的中间产物MgCO3呈粗颗粒状，易过滤，MgCO3在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2，由于CO2气体的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁，另一方面，对比表2中烧碱和纯碱的价格可以看出，纯碱比烧碱价格低得多，采用纯碱路线既合理又经济，故试剂Z可用纯碱，故答案为：Fe(OH)3、Mn(OH)2；纯碱；

(4)加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解，生成Mg(OH)2和CO2气体，反应的化学方程式为：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑，故答案为：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑；

(5)在实验室中完成步骤⑥，沉淀物须在坩埚中加热灼烧，故答案为：坩埚。