Question

【题目】硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占40%，质量分数），还有CaO、MnO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO47H2O的工艺流程如下：

（1）实验中需要1 mol/L的硫酸800 mL，若用 98% 的浓硫酸（ρ= 1.84 g/mL）来配制，量取浓硫酸需要使用量筒的规格为__________（填写选项字母）

A．10 mL B．20 mL C．50 mL D．100 mL

（2）加入的NaClO可与Mn2+ 反应：Mn2+ + ClO + H2O = MnO2↓+ 2H+ + Cl ，在该步骤中还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为___________________。

（3）滤渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外，还含有_________________。（写2个）

（4）在“除钙”前，需检验滤液中Fe3+ 是否被除尽，简述检验方法___________________。（写出操作、现象和结论）

（5）已知MgSO4、CaSO4 的溶解度（单位为 g/100 g 水）如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤______________。“操作Ⅰ”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，便得到了MgSO47H2O。

（6）实验中提供的硼镁泥共100 g，得到 MgSO47H2O为172.2 g ，则MgSO47H2O 的产率为___。

Answer 1

【答案】C 2Fe2+ + ClO + 2H+ = 2Fe3+ + Cl + H2O SiO2 和 MnO2 取最后一滴滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液颜色不变红色，说明滤液中Fe3+被除尽；若出现红色，说明没有除尽 蒸发浓缩（高温浓缩），趁热过滤 70%

【解析】

硼镁泥主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，把亚铁离子氧化成铁离子，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤除去滤渣Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2，滤液中含钙离子、镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答。

（1）需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的浓硫酸(ρ=1.84g/mL)来配制，结合溶液配制前后溶质的物质的量不变可知，量取浓硫酸为=0.054L=54mL，则选择量筒为100mL，故答案为：D；

（2）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，溶液中含有Fe2+，具有还原性，可与NaClO发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O，故答案为：2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O；

（3）SiO2不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，把亚铁离子氧化成铁离子，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤得滤渣Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2，故答案为：MnO2、SiO2；

（4）检验滤液中Fe3+是否被除尽，检验方法为取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，故答案为：取最后一滴滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液颜色不变红色，说明滤液中Fe3+被除尽；若出现红色，说明没有除尽；

（5）由温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙；“操作Ⅰ”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，再经过过滤，便得到MgSO47H2O晶体，故答案为：蒸发浓缩（高温浓缩），趁热过滤；

（6）硼镁泥主要成份是MgO(占40%)，则100g中含Mg为100g×40%××100%=24g，由Mg原子守恒可知得到MgSO47H2O为1mol，1mol×246g/mol=246g，则MgSO47H2O的产率为×100%=70%，故答案为：70%。