Question

硼鎂泥是一種工業廢料，主要成份是MgO（占40%），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的流程如下：

根據題意回答問題：
（1）實驗中需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/mL）來配制，量取濃硫酸時，需使用的量筒的規格為

 

A．10mL    B．20mL   C．50mL   D．100mL
（2）加入的NaClO可與Mn²⁺反應：Mn²⁺+ClO^-+H₂O→MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應的離子方程式為

 

．
（3）濾渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還有

 

．
（4）在“除鈣”前，需檢驗濾液中Fe³⁺是否被除盡，簡述檢驗方法

 

．
（5）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

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

“除鈣”是將MgSO₄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

 

．“操作I”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，

 

，便得到了MgSO₄?7H₂O．
（6）實驗中提供的硼鎂泥共100g，得到的MgSO₄?7H₂O為172.2g，則MgSO₄?7H₂O的產率為

 

．

Answer 1

分析：（1）先根據C=

1000ρw

M

計算濃硫酸的濃度，再根據濃硫酸稀釋前后溶質的物質的量不變計算濃硫酸的體積；
（2）亞鐵離子具有還原性，能夠被次氯酸鈉氧化；
（3）根據題中信息，不能夠與硫酸反應的成分會存在濾渣中；
（4）根據檢驗三價鐵離子的方法完成；
（5）根據表中溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的影響完成；根據分離晶體與溶液方法分析；
（6）根據硼鎂泥中MgO的質量分數（占40%），計算出生成MgSO₄?7H₂O質量及產率．

解答：解：（1）濃硫酸的物質的量濃度C=

1000ρw

M

=

1000×1.84×98%

98

mol/L=18.4mol/L，設濃硫酸的體積為V，18.4mol/L×V=1.0mol/L×0.1L，V=0.0054L=5.4mL，
故答案為：C；
（2）由于溶液中有亞鐵離子，能夠被次氯酸鈉氧化成鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺═2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（3）由于二氧化錳和二氧化硅不與稀硫酸反應，所以在濾渣中存在，
故答案為：MnO₂，SiO₂；
（4）可以向溶液中加入硫氰化鉀溶液檢驗溶液中是否存在三價鐵離子，方法為：取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含Fe³⁺，
故答案為：取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe³⁺；如果溶液變紅色，說明濾液中含Fe³⁺；
（5）有溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；操作I”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，再經過過濾，便得到了MgSO₄?7H₂O，
故答案為：蒸發濃縮，趁熱過濾；過濾（或過濾洗滌）；
（6）100g硼鎂泥中氧化鎂的物質的量為：

100g×40%

40g/mol

=1mol，根據鎂原子守恒，生成MgSO₄?7H₂O的物質的量為1mol，質量為246g/mol×1mol=246g，MgSO₄?7H₂O的產率為：

172.2g

246g

×100%=70%，
故答案為：70%．

點評：本題考查了從硼鎂泥中提取MgSO₄?7H₂O的方法，涉及了配制一定物質的量濃度的溶液的儀器選擇、鐵離子檢驗方法、硫酸鎂晶體的產率計算等知識，題量較大，難度中等．