Question

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﹣；促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2；

（2）Fe（OH）3、Al（OH）3；（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+；（4）CaSO4•2H2O或CaSO4；以防MgSO4在温度低时结晶析出

【解析】

试题分析：（1）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Mn2++ClO﹣+H2O＝MnO2↓+2H++Cl；加热有利于促进Al3+、Fe3+的水解生成Fe（OH）3、Al（OH）3等沉淀及Mn2+氧化成MnO2。

（2）根据以上分析可知沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有Fe（OH）3、Al（OH）3。

（3）检验Fe3+离子的方法是在溶液中加入KSCN，溶液变红色，反应的离子方程式为Fe3++3SCN-＝Fe（SCN）3，所以实验操作为取过滤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）趁热过滤时，硫酸钙的溶解度较小，而硫酸镁的溶解度较大，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：制备实验方案的设计；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；物质的分离、提纯和除杂