Question

（14分）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，工艺流程如下图：

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表2提供的资料，填写空白：

表1   生成氢氧化物沉淀的pH

试剂	价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25．2%）	450
双氧水（含H2O2 ,30%）	2400
烧碱（含98% NaOH）	2100
纯碱（含99．5% Na2CO3）	600

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2．7	3．7
Fe（OH）2	7．6	9．6
Mn（OH）2	8．3	9．8
Mg（OH）2	9．6	11．1

表2   化学试剂价格表

试剂	价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25.2%）	450
双氧水（含H2O2，30%）	2400
烧碱（含98%NaOH）	2100
纯碱（含99.5%Na2CO3）	600

（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是      ，原因是                 。写出加入X发生反应的离子方程式               。选择         （试剂）来检验Fe²⁺是否完全氧化为Fe³⁺

（2）在步骤③中控制pH=9．8，其目的是                                  。

（3）试剂Z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，则沉淀物必需在仪器A中灼烧。A应放置于仪器B上灼烧，灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却。则B、C、D分别是         、         、               。

Answer

（14分）（1）漂液，漂液比H2O2的价格低得多。 （2分）

2Fe2+ ＋ ClO－＋ 2H+ = 2Fe3+ ＋ Cl－＋ H2O （2分）K3［Fe（CN）6］溶液（2分）

（2）使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。（2分）

（3）纯碱 （2分）

（4）MgCO3 ＋H 2O Mg（OH）2↓+ CO2↑ （2分，产物写成碱式碳酸镁也算正确）

（5）泥三角、坩埚钳、石棉网 （2分，对两个得1分）

【解析】

试题分析：（1）步骤②是为了将亚铁离子氧化成铁离子，丙在控制合适的pH条件时生成氢氧化铁沉淀而除去，虽然漂液和过氧化氢都可采用，但对比原来价格表，漂液比H2O2的价格低得多，所以选择漂液。 2Fe2+ ＋ ClO－＋ 2H+ = 2Fe3+ ＋ Cl－＋ H2O 。可以选择K3［Fe（CN）6］溶液检验亚铁离子，现象为生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。（2）步骤③的目的在与使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去，应加入氢氧化钠，如加入纯碱，不能达到较高的pH，分析表提供的数据，除去杂质离子合理的pH范围是3.7-9.8，在此范围内，如果pH过高，就会有大量的镁离子生成氢氧化镁进入沉淀，从而导致生成成本的提高，为了兼顾产品质量和生成成本，选择pH=9.8最合理，当然此时镁离子也会部分生成氢氧化镁沉淀，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失是允许的。（3）沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体，同时又生成沉淀氢氧化镁，则沉淀物B一定不是氢氧化镁，所以加入的Z物质只能选择纯碱。（4）加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是碳酸镁，所以沉淀碳酸镁在煮沸的情况下发生水解，生成氢氧化镁和二氧化碳气体，方程式为：MgCO3 ＋H 2O Mg（OH）2↓+ CO2↑（5）步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁，应在耐高温的坩埚中进行，坩埚应该放在逆三角上，取用泥三角需要使用坩埚钳，冷却坩埚时需要放在石棉网上，所以选择泥三角、坩埚钳、石棉网。

考点：沉淀的生成和转化。