Question

[化学—选修22：化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下：

成分	NaCl	Mg（OH）2	CaCO3	BaSO4	SiO2等不溶于酸的物质
质量分数（%）	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁，设计了工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）反应器中加入酸溶解，反应液控制pH为5左右，反应温度在50℃左右，写出有关化学反应方程式                                                          。

（2）在滤饼中检测到硫酸钙的成分，其原因是                             。

（3）已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶，为了析出晶体I，应控制温度在__________℃。

（4）步骤II操作是_______________，

（5）步骤III在工业上常用的设备是______________（填字母）。

A．加压干燥器    B．蒸馏塔    C．离心机     D．真空干燥器

（6）准确称取制备产品ag，将其加入到盛有V₁mL c₁mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中，溶解后，加入酚酞溶液2滴，溶液变红色，再用c₂mol/L的盐酸进行滴定，消耗盐酸V₂mL，则样品MgSO₄·7H₂O的质量分数是                                  。

Answer

（1）Mg（OH）2+H2SO4===MgSO4+2H2O；CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2O+CO2↑（2分）。

（2）因为CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2CO3，加热有H2CO3H2O＋CO2↑，降低c（H2CO3），所以平衡不断向右移动，最终CaCO3生成了CaSO4（3分）；

（3）80 （2分）；

（4）冷却结晶、洗涤 （2分）；

（5）D（2分）；

（6）%。（2分）

【解析】

试题分析：

（1）根据盐泥成分可知，能溶于酸的只有Mg（OH）2和CaCO3两种，又因该流程的目的是制备七水硫酸镁，则加入的酸为硫酸，则反应方程式为：Mg（OH）2+H2SO4===MgSO4+2H2O；CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2O+CO2↑。

（2）因为CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2CO3，加热有H2CO3H2O＋CO2↑，降低c（H2CO3），所以平衡不断向右移动，最终CaCO3生成了CaSO4，导致在滤饼中检测到硫酸钙的成分。

（3）观察溶解度图象，当温度大于80℃，随着温度的升高，氯化镁的溶解度逐渐增大，而硫酸镁的溶解度反而下降，氯化钠的溶解度一直比较低。故在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶析出的晶体为氯化钠，为避免硫酸镁结晶析出，应控制温度在80℃。

（4）步骤II操作是冷却结晶、洗涤。

（5）步骤III在工业上常用的设备是真空干燥器。

（6）NaOH溶液总物质的量为c1V1×10-3mol，与盐酸反应的NaOH物质的量为c2V2×10-3mol，则与MgSO4·7H2O反应的NaOH物质的量为（c1V1－c2V2）×10-3mol，可得MgSO4·7H2O的质量为（c1V1－c2V2）×10-3××246 g。则样品MgSO4·7H2O的质量分数是%。

考点：考查化学工业流程