Question

某卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺等离子和少量的尿素[CO(NH₂)₂]．利用该卤块为原料生产轻质氧化镁的工艺流程如图：

当相关金属离子[c₀(Mⁿ⁺)＝0.1mol•L^﹣1]时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：

金属离子	Fe^2+	Fe^3+	Mn^2+	Mg^2+
开始沉淀的pH	7.6	2.7	8.3	9.6
沉淀完全的pH	8.3	3.7	9.8	11.1

回答下列问题：

(1)NaClO中氯元素的化合价为_____。NaClO为漂白液的主要成分，写出制备漂白液的离子方程式_____。

(2)若溶液b中杂质离子的浓度均为0.1mol•L^﹣1，若要使杂质离子沉淀完全，步骤③应溶液的pH调节至_____，沉淀物A含有Mn(OH)₂和_____。

(3)若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物C应在_____(填仪器名称)中灼烧。写出步骤⑥的化学方程式_____。

(4)步骤②加入NaClO还能除去卤块中的尿素[CO(NH₂)₂]，生成一种盐和两种无毒气体及水，其化学方程式为_____，若除去卤快中含有的0.02molCO(NH₂)₂，需消耗NaClO的质量为_____。

Answer

+1 Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+2H2O 9.8 Fe(OH)3、Mg(OH)2 坩埚 Mg(OH)2MgO+H2O CO(NH2)2+3NaClO＝3NaCl+N2↑+CO2↑+2H2O 4.47g

【解析】

卤块加水溶解，加入NaClO将Fe2+氧化成Fe3+，同时氧化除去卤块中的尿素[CO(NH2)2]；调节pH至9.8，沉淀Mn2+、Fe3+，少量的Mg2+也会沉淀，所以沉淀物A含有Mn(OH)2和Fe(OH)3、Mg(OH)2，然后在滤液中加入纯碱将Mg2+从溶液中以MgCO3沉淀出来，然后加水煮沸可得到Mg(OH)2，灼烧后得到MgO，据此分析作答。

(1)NaClO中钠元素+1价，氧元素﹣2价，则氯元素+1价；NaClO为漂白液的主要成分，一般利用氯气和NaOH溶液反应制备，离子方程式为：Cl2+2OH﹣＝Cl﹣+ClO﹣+2H2O；

(2)若溶液b中杂质离子的浓度均为0.1mol•L﹣1，步骤③调节溶液pH的目的是除去Mn2+、Fe3+，要使杂质离子沉淀完全，根据表可知，可pH调节至9.8，同时镁离子在9.6开始沉淀，少量镁离子也沉淀，故沉淀物A含有Mn(OH)2和Fe(OH)3、Mg(OH)2；

(3)步骤⑥为灼烧，灼烧在坩埚中进行；反应为：Mg(OH)2MgO+H2O；

(4)步骤②加入NaClO还能除去卤块中的尿素[CO(NH2)2]，生成一种盐和两种无毒气体及水，为NaCl、氮气和二氧化碳，根据电子守恒和元素守恒可得反应为：CO(NH2)2+3NaClO＝3NaCl+N2↑+CO2↑+2H2O；根据方程式可知，若除去卤块中含有的0.02molCO(NH2)2，需消耗NaClO的物质的量为0.06mol，质量为0.06mol×74.5g/mol＝4.47g。