Question

某卤块样品的主要成分为MgCl₂、FeCl₃、FeCl₂，一实验小组以该样品为原料。按如下流程制取铁单质和氧化镁(假设杂质不参加反应)。

已知部分金属离子沉淀的pH如下表:

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

回答以下问题:

(1)流程①通入Cl₂反应的离子方程式为_________；流程②NaOH溶液调pH的适宜范围_____＜ pH＜____。

(2)沉淀A是_________________；分离沉淀A和滤液的操作名称是______，该滤液中的主要溶质为_______和 _______(填化学式)。

(3)工业上用流程③冶炼铁的方法属于_______（填正确答案的字母）。

A. 物理分离法 　B. 电解法. 　C. 热还原法 　D. 热分解法

(4)流程④产生的气体是CO₂，其反应的化学方程式为_________。

Answer

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 3.7 9.6 Fe(OH)3或氢氧化铁 过滤 MgCl2 NaCl C MgCO3+ H2OMg(OH)2+CO2↑

【解析】

卤块样品的主要成分为MgCl2、FeCl3、FeCl2，加水溶解，通入Cl2，将FeCl2氧化为FeCl3，得到溶液B，在溶液B中加入NaOH溶液，调pH为3.7~9.6，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，经过滤，得到沉淀A Fe(OH)3和滤液，将Fe(OH)3灼烧得到Fe2O3，再用还原剂还原Fe2O3得到铁单质；滤液中溶质主要是MgCl2、NaCl，在滤液中加入Na2CO3溶液沉淀Mg2+，生成MgCO3沉淀，将MgCO3加水煮沸，得到Mg(OH)2，灼烧Mg(OH)2得到MgO，据此分析解答。

(1)由以上分析知，流程①通入Cl2的目的是将FeCl2氧化为FeCl3，该反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；流程②加入NaOH溶液调pH，是为了将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，从而将Fe3+与Mg2+分离，则调pH的适宜范围为3.7＜ pH＜9.6；

(2)由以上分析知，沉淀A是Fe(OH)3；通过过滤的方法分离沉淀A和滤液，该滤液中的主要溶质为MgCl2和NaCl；

(3)工业上通常用CO等还原剂冶炼金属铁，该方法属于热还原法，故选C；

(4)流程④将MgCO3加水煮沸，得到Mg(OH)2和CO2，再进一步灼烧Mg(OH)2得到MgO，故流程④反应的化学方程式为MgCO3+ H2OMg(OH)2+CO2↑。