Question

硼镁泥主要成份是MgO(占35％)，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀．

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
开始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

根据题意回答第（1）～（5）题：

（1）在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：        、        。

（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应：Mn²⁺ + ClO^－ + H₂O ＝ MnO₂↓ + 2H⁺ + Cl^－，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为                               。

（3）滤渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃ 、MnO₂外，还有        。

（4）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

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，简要说明操作步骤是蒸发浓缩，           。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，        __________    ，便得到了MgSO₄·7H₂O。

（5）实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O为172.2 g，计算MgSO₄·7H₂O的产率为         。

Answer

（1）适当升温、把硼镁泥粉碎(2分) （2）2Fe2+ + ClO－+ 5H2O ＝ 2Fe(OH)3↓ + Cl－ + 4H+(2分)

（3）SiO2(1分) （4）趁热过滤、过滤洗涤干燥(2分) （5）80%(2分)

【解析】

试题分析：（1）此处主要考查反应速率的影响因素，所以要想加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑，所以答案可以是适当升温、把硼镁泥粉碎、搅拌等。

（2）加入氧化剂NaClO，Mn2+、Fe2+均能被氧化，发生氧化还原反应，根据所给的产物形式和氧化还原反应缺项配平法，先把发生化合价变化的离子和物质写出，然后再根据电子得失守恒配平，再用电荷守恒和原子守恒配平所缺物质。所以离子方程式为：2Fe2+ + ClO－+ 5H2O ＝ 2Fe(OH)3↓ + Cl－ + 4H+。

（3）由于该硼镁泥的成分有MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3 、SiO2等物质，所以酸溶后生成的阳离子有Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+ ，不溶的有SiO2 。

（4）由温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响可看出，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，再经过过滤洗涤干燥，便得到了MgSO4•7H2O。

（5）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量为：100×35%÷40g/mol=0.875mol，根据镁原子守恒，生成MgSO4•7H2O的物质的量为0.875mol，质量为246g/mol×0.875mol=215.25g，MgSO4·7H2O的产率为172.2 g÷215.25g×100%=80%。

考点：考查化工流程分析推断，涉及反应速率、氧化还原反应、离子检验、实验基本操作、计算等知识。