Question

硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO(MgO占40%,还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质)，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下:

根据题意回答下列问题:

(1)实验中需用1mol/L的硫酸800 mL，若用18.4 mol/L的浓硫酸来配制，则量取浓硫酸时，需使用的量筒规格为_______。(填字母)

A.10 mL      B.25 mL     C.50 mL     D.100 mL

(2)加入的NaClO 可与酸解液中Mn²⁺ 反应:Mn²⁺ + ClO^-+H₂O= MnO₂ ↓+ 2H⁺ + Cl^-，溶液中还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为___________。该步骤中,物质X是________(填化学式)。

(3)“滤渣”中除MnO₂、CaSO₄ 外还有_______。(填化学式)

(4)已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表:

温度/℃	40	50	60	70
溶解度/g	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:____________。

(5)“操作I”是将滤液经过一系列操作后真空干燥，采用“真空干燥”的原因是________。

(6)实验中提供的硼镁泥共100g，得到的MgSO₄·7H₂O 为147.6 g，则MgSO₄·7H₂O的产率为________%。

Answer

D 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3+ +Cl- +H2O MgO[或MgCO3 或Mg(OH)2 或其他合理答案] Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2 蒸发浓缩、趁热过滤 减小压强，降低水的沸点，避免干燥溫度过高而使晶体失去结晶水 60(答60%不给分)

【解析】(1)稀释前后溶质的物质的量不变，1mol/L×800ml=18.4 mol/L×V(浓硫酸)，V(浓硫酸)=43.5ml，故选择的量筒的规格应为100ml，答案选D。

(2)FeO溶于酸中生成有还原性的Fe2+，能与ClO-发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；氧化和水解步骤中加入X的目的是将Fe3+和Al3+转化为沉淀，故可加入. MgO[或MgCO3 或Mg(OH)2等不溶物，中和酸性，促进Fe3+ 和Al3+的水解正向进行生成沉淀而除去，故X为MgO[或MgCO3 或Mg(OH)2或其他合理答案]。

(3)CaSO4微溶于水，Mn2+转化为MnO2，SiO2不溶于水，Fe3+和Al3+完全水解得到Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，故滤渣中除MnO2、CaSO4外还有：SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3。

(4) MgSO4的溶解度随温度的升高而增大，CaSO4的溶解度随温度的升高而降低，将MgSO4和CaSO4混合溶液加热蒸发浓缩，CaSO4近乎沉淀完，然后在较高温度下过滤而除去CaSO4，在较高温度下过滤可以防止温度降低时CaSO4溶解度增大，故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤。

(5)压强低液体的沸点就低，降低压强，可以降低水的沸点，从而可以在较低的温度下干燥晶体，避免温度高而使晶体失去部分结晶水。

(6)Mg2+的物质的量为100g×40%÷40g·mol-1=1mol，所以理论上MgSO4·7H2O的质量为1mol×246g/mol=246g，故MgSO4·7H2O的产率为147.6g÷246g×100%=60%。