Question

【題目】硼鎂泥是一種工業廢料，主要成份是MgO，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫藥等工業。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的工藝流程如下：

已知：NaClO與Mn2+反應產生MnO2沉淀

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀pH	2.3	4.0	7.6	8.4
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6	10.8

根據題意回答下列問題：

（1）請提出兩條加快酸解速率的措施__________________。

（2）濾渣的主要成分除MnO2及礦物中其他不溶性雜質外還有_____________ (填化學式)，寫出生成MnO2的離子方程式_____________ 。

（3）在除去濾渣之前，往往還加一定物質再次調節pH，請選擇合適的物質________

A.NaOH B.MgO C.Mg(OH)2 D.氨水

根據表格給出數據寫出調節pH的范圍___________。

（4）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：

溫度（℃）	20	50	60	70
MgSO4	25.0	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgS4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據上表數據，簡要說明操作步驟___________。再將濾液進行“操作1”，則析出晶體后的溶液(20℃) 中，C(Mg2+)=___________mol/L（該混合溶液的密度為1.2g·cm-3）。

Answer 1

【答案】 加熱、攪拌、適當提高酸的濃度和將礦物泥粉碎增大接觸面積等 Fe(OH)3、SiO2和Al(OH)3 Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl- BC 5.2≤pH<8.4 蒸發結晶，趁熱過濾 2 molL-1

【解析】硼鎂泥主要成份是MgO，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反應，SiO2不與硫酸反應，次氯酸鈉具有強氧化性，加入的NaClO可與Mn2+反應生成MnO2，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過濾除去濾渣Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2，濾液中含鈣離子、鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發冷卻結晶得到硫酸鎂晶體。（1）加熱、攪拌、適當提高酸的濃度或將礦物泥粉碎增大接觸面積等都可加快反應速率。（2）根據以上分析可知濾渣的主要成分除MnO2及礦物中其他不溶性雜質外還有Fe(OH)3、SiO2和Al(OH)3，NaClO與Mn2+反應產生MnO2沉淀，則生成MnO2的離子方程式為Mn2++ClO-+H2O＝MnO2↓+2H++Cl-。（3）由于不能引入新雜質，則應該選擇MgO或Mg(OH)2，答案選BC；根據表格給出數據可知鋁完全沉淀時pH為5.2，超過8.4時鎂離子開始沉淀，因此調節pH的范圍應該是5.2≤pH＜8.4；（4）由溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響可知，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，因此可以采用蒸發結晶，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；假設20℃時飽和MgSO4溶液質量為125g，其體積為125g÷1.20gcm3；所含溶質MgSO4的質量為25g，物質的量為25g÷120g/mol；則溶液里c（Mg2+）=c（MgSO4）= 。