Question

某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO₃、MgSiO₃和少量Fe、Al的氧化物)为原料，制备MgCO₃·3H₂O。实验流程如图所示：

(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有_______(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分MgCO₃发生反应的离子方程式为____________________。

(2)加入30%H₂O₂的目的是__________________。

(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe³⁺,

①加入30%H₂O₂后，检验溶液中是否含有Fe²⁺的最佳试剂是______。

②萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe³⁺的最佳试剂是_________。

(4)室温下，除去MgSO₄溶液中的A1³⁺(使Al³⁺浓度小于1×10^-6mol·L⁻¹)而不引入其它杂质，应加入的试剂X为_____，应调节pH的范围为_____。

已知：① Ksp[Al(OH)₃]=1.0×10^-33；② pH=8.5时，Mg(OH)₂开始沉淀

(5)向滤液中加入Na₂CO₃溶液生成MgCO₃沉淀并用蒸馏水洗涤，确认沉淀洗净的操作及现象是___________。

Answer

升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等 MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑ 将Fe2+氧化为Fe3+ ，便于除去 K3[Fe(CN)6]溶液 KSCN溶液 MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3 5.0≤pH<8.5 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净

【解析】

酸溶时主要反应为碳酸镁和硅酸镁与氢离子反应，还伴随铁和氧化铝的溶解，得到硫酸镁、硫酸亚铁和硫酸铝等混合溶液，过滤除去硅酸等不溶性杂质，滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化为三价铁离子，使用有机萃取剂把铁离子除去，分液后水溶液中主要含硫酸镁和硫酸铝，通过调节pH范围使铝离子转变为氢氧化铝沉淀而除去，滤液中再加入碳酸钠溶液，得到碳酸镁，据此回答；

(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等的方法，碳酸镁反应的离子方程式为：MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑；
故答案为：升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等；MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑；
(2)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，加入双氧水能将亚铁离子氧化为三价铁离子，便于除去；

故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+ ，便于除去；
(3)①检验溶液中是否含有Fe2+的最佳试剂是K3[Fe(CN)6]溶液；
故答案为：K3[Fe(CN)6]溶液；
②三价铁离子用KSCN溶液检验；
故答案为：KSCN溶液；
(4)因为不能引入其它离子，应加入镁的对应化合物如MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3；为了除去MgSO4溶液中的A13+，需使铝离子完全沉淀(使Al3+浓度小于1×10-6mol·L−1)，又已知Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，则c(OH-)≥10-9mol/L、c(H+)≤10-5mol/L，即pH≥5，又因为不能沉淀镁离子，所以pH应小于8.5，则范围为5.0≤pH<8.5；

故答案为：MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3；5.0≤pH<8.5；
(5)沉淀是否洗净即检验是否还含有硫酸根离子，对应的操作步骤为和现象为：取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净；
故答案为：取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净。