Question

【題目】MgSO47H2O 是一種重要的化工原料，某工廠以一種鎂礦石（主要成分為 SiO2和 MgCO3，還含有少量 FeCO3，其它成分忽略）為原料制備 MgSO47H2O 的主要流程如圖：

查閱資料：①SiO2既不溶于水也不溶于稀硫酸。

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

陽離子	Mg2+	Fe2+	Fe3+
開始沉淀時(shí)的 pH	9.1	7.6	1.9
沉淀完全時(shí)的 pH	11.1	9.7	3.2

請(qǐng)回答下列問題：

（1）MgCO3與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________；為了讓鎂礦石與稀硫酸充分反應(yīng)，提高原料利用率，可采取的措施為_____(填字母)。

A 將鎂礦石粉碎 B 升高反應(yīng)溫度 C 用稀硫酸多次浸泡

（2）溶液 A中所含的溶質(zhì)成分有_____；溶液 A中加入 H2O2溶液會(huì)生成 Fe2(SO4)3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

（3）選用MgO調(diào)節(jié)pH使 Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，而不選用NaOH的原因是_____。加氧化鎂調(diào)節(jié)后溶液的 pH范圍是____ (用不等式表示)

（4）溶液C經(jīng)加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、低溫干燥后得到 MgSO47H2O 晶體，低溫干燥的目的是_____。

Answer 1

【答案】MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑ ABC MgSO4、FeSO4、H2SO4 2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O 確保鎂離子不沉淀的前提下使鐵離子完全沉淀，并可避免混入反應(yīng)產(chǎn)生的Na2SO4，引入新的雜質(zhì) 3.2≤pH＜9.1 防止MgSO4·7H2O失去結(jié)晶水

【解析】

（1）碳酸鎂和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑；將鎂礦石粉碎可以增大與稀硫酸的接觸面積，可以使反應(yīng)充分，提高原料利用率；溫度越高反應(yīng)速率越快，反應(yīng)越充分，所以能提高原料利用率；用稀硫酸多次浸泡鎂礦石可使里面的碳酸鎂與稀硫酸充分反應(yīng)，提高原料利用率；故填：MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑；ABC。

（2）碳酸鎂和碳酸亞鐵均能和硫酸反應(yīng)，同時(shí)硫酸還是過量，所以“溶液A”中含有硫酸鎂和硫酸亞鐵以及硫酸；硫酸亞鐵和硫酸、過氧化氫反應(yīng)生成硫酸鐵和水，化學(xué)方程式為：2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O；故填：MgSO4、FeSO4、H2SO4；2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O。

（3）除雜的原則：除去雜質(zhì)，不能引入新的雜質(zhì)，用MgO調(diào)節(jié)pH能使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，而NaOH和硫酸反應(yīng)會(huì)生成新的雜質(zhì)硫酸鈉，且也會(huì)和溶液溶的硫酸鎂反應(yīng)生成沉淀而被除去，所以要用MgO來確保鎂離子不沉淀的前提下使鐵離子完全沉淀，并可避免混入反應(yīng)產(chǎn)生的Na2SO4，引入新的雜質(zhì)。加入的氧化鎂，需要完全除去鐵離子，鎂離子不能沉淀，所以“沉淀”步驟中，用氧化鎂調(diào)節(jié)pH的范圍是3.2≤pH＜9.1。故填：確保鎂離子不沉淀的前提下使鐵離子完全沉淀，并可避免混入反應(yīng)產(chǎn)生的Na2SO4，引入新的雜質(zhì)；3.2≤pH＜9.1。

（4）由于結(jié)晶水合物在干燥過程受熱容易失去結(jié)晶水，所以低溫干燥的目的是防止MgSO4·7H2O失去結(jié)晶水。故填：防止MgSO4·7H2O失去結(jié)晶水。