Question

以硼镁泥为原料制取的硫酸镁可用于印染、造纸、医药等工业。硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO(占40%)，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：

(1)实验中需用3 mol·L^－1的硫酸500 mL，若用98%的浓硫酸(ρ＝1.84 g·mL^－1)来配制，量取浓硫酸时，需使用的量筒的规格为 ________(填字母)。

A．10 mL          B．20 mL          C．50 mL           D．100 mL

(2)加入的NaClO可与Mn^2＋反应，方程式为Mn^2＋＋ClO^－＋H₂O===MnO₂↓＋2H^＋＋Cl^－,

欲使2moL Mn^2＋被氧化则至少需要氧化剂NaClO质量为______g;还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为______________________________________。

(3)滤渣的主要成分除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，还含有________、_________。

(4)在“除钙”步骤前，若要检验混合液中是否还存在Fe^2＋，简述检验方法：_____________________________________。

(5)已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表(溶解度单位为g/100 g水)：

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，简要说明除钙的操作步骤：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。

(6)若实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O为86.1 g，则MgSO₄·7H₂O的产率为__________。

Answer

D 149g 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O MnO2 SiO2 取少量滤液，向其中加入紫色高锰酸钾溶液，若溶液紫色不变浅或褪色，则说明滤液中不含Fe2＋；或者加入K3Fe(CN)6是否出现蓝色沉淀（加KSCN溶液与氯水不给分） 趁热过滤 过滤(或过滤洗涤) 35%

【解析】（1）溶液稀释时溶质的物质的量是不变的，3 mol·L－1×0.5L=V×1.84 g·mL－1×98%/98g/mol，V=81.5mL，故应选100mL量筒，选D。（2）由Mn2+＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H+＋Cl－可知，2moL Mn2+被氧化则至少需要氧化剂NaClO的物质的量为2mol，则质量为149g；亚铁离子也易被次氯酸钠溶液氧化，该反应的离子方程式为：2Fe2+＋ClO－＋2H＋===2Fe3+＋Cl－＋H2O；（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，加入氧化剂NaClO后Fe2+被氧化为Fe3+，Mn2+ 被氧化为MnO2 ，所以调节pH至5—6，阳离子发生沉淀，生成的沉淀有Fe(OH)3、Al(OH)3，所以滤渣的所有成分为Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2 。（4）因溶液中存在Fe3+ ，检验亚铁离子是否存在，要防止三价铁离子的干扰，方法为：取少量滤液，向其中加入紫色高锰酸钾溶液，若溶液紫色不变浅或褪色，则说明滤液中不含Fe2+；或者加入K3Fe(CN)6是否出现蓝色沉淀。（5）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，便得到了MgSO4•7H2O，故答案为：趁热过滤；过滤（或过滤洗涤）；（6）100g硼镁泥中氧化镁的物质的量为：100g×40%/40g/mol=1mol，根据镁原子守恒，生成MgSO4•7H2O的物质的量为1mol，质量为246g/mol×1mol=246g，MgSO4•7H2O的产率35%。