Question

[化学－选修化学与技术]（15分）

七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)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）Mn2+＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H+＋Cl－（2分）

促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2（2分）

（2）Fe(OH)3（2分）   Al(OH)3（2分）

（3）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+（3分）

（4）CaSO4·2H2O或CaSO4（2分）    以防MgSO4在温度低时结晶析出（2分）。

【解析】

试题分析：（1）过滤I的滤液中加入NaClO溶液将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，ClO-还原为Cl－，氧化还原类型的离子反应书写要遵循电子守恒、原子守恒和电荷守恒，答案为Mn2+＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H+＋Cl－；过滤I的滤液中还含有Al3+、Fe3+等离子，调节溶液的pH＝5～6，目的为将Al3+、Fe3+转化Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，加热煮沸的目的促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2；

（2）由（1）知沉淀中还有Fe(OH)3、Al(OH)3

（3）考查Fe3+的检验。注意文字叙述。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）由表二中的溶解度数据可知：温度较高时硫酸钙的溶解度较小，而硫酸镁的溶解度较大，趁热过滤时，易于分离混合物，此时过滤得到的沉淀为CaSO4•2H2O或CaSO4，如不趁热过滤，冷却后硫酸镁的溶解度减小，会生成硫酸镁晶体

考点：以工艺流程为载体考查离子方程式的书写、离子检验以及分析数据提取信息的能力。