Question

在酸性條件下，次氯酸鈉（NaClO）、過(guò)氧化氫（H₂O₂）都有很強(qiáng)的氧化性，可將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；在溶液中，Mg（OH）₂和Fe（OH）₂呈膠狀物或絮狀物沉淀；而MgCO₃在水中煮沸可轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg（OH）₂．
“鹵塊”的主要成分為MgCl₂，還含有FeCl₂、FeCl₃、MnCl₂等雜質(zhì)．若以它為原料，按圖所示的工藝流程即可制得“輕質(zhì)氧化鎂”．并要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)離子，而且成本較低，流程中加入的物質(zhì)及其pH控制，都可參考下表1、表2來(lái)確定．

表1 生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH

物質(zhì)	開始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8
Mg（OH）2	9.6	11.1

表2工業(yè)品價(jià)格

工業(yè)品	規(guī)格	價(jià)格（元．╱噸）
漂液	含NaClO 25.2%	450
過(guò)氧化氫	含H2O230%	240
燒堿	含NaOH 98.5%	2100
純堿	含Na2CO399.5%	600
鹵塊	含MgCl2 30%	310

請(qǐng)根據(jù)以上信息填寫下列空白：
（1）寫出在鹽酸溶液中，NaClO將FeCl₂氧化成FeCl₃，同時(shí)生成NaCl和水的化學(xué)方程式________；
同時(shí)H₂O₂將FeCl₂氧化成FeCl₃，并生成了水，其化學(xué)方程式________．
（2）在步驟②中加入的物質(zhì)X，最佳的選擇應(yīng)是________，理由是________．
（3）在步驟③中加入的物質(zhì)Y應(yīng)是________，之所以要控制pH=9.8，其目的是________．
（4）在步驟④中加入的物質(zhì)Z應(yīng)是________．
（5）在步驟⑤時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是________．

Answer 1

解：（1）NaClO將FeCl₂氧化成FeCl₃，同時(shí)生成NaCl和水，H₂O₂將FeCl₂氧化成FeCl₃，并生成了水，所以本題答案為：NaClO+2FeCl₂+2HCl═2FeCl₃+NaCl+H₂O，H₂O₂+2HCl+2FeCl₂═2FeCl₃+2H₂O；
（2）要加入的X為過(guò)氧化氫或次氯酸鈉，根據(jù)反應(yīng)的原理可以看出，次氯酸鈉作為氧化劑反應(yīng)后生成氯化鈉雜質(zhì)，而過(guò)氧化氫生產(chǎn)的是水，且次氯酸鈉的價(jià)格高于過(guò)氧化氫，所以加入過(guò)氧化氫合適，所以本題答案為：過(guò)氧化氫，價(jià)格低廉且反應(yīng)后不生成新的雜質(zhì)；
（3）要得到較為純凈的氧化鎂，需將鹵塊中含有的雜質(zhì)除掉，根據(jù)表格提供的信息可以看出，氫氧化錳在pH為9.8時(shí)沉淀完全，故要控制pH=9.8，所以本題答案為：氫氧化鈉，使FeCl₃、MnCl₂都轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Mn（OH）₂沉淀，而大部分MgCl₂尚未轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，仍以MgCl₂留在濾液中，達(dá)到分離雜質(zhì)的目的；
（4）MgCO₃在水中煮沸可轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg（OH）₂，所以加入的Z可以是碳酸鈉，所以本題答案為：碳酸鈉；
（5）碳酸鎂能與水在加熱時(shí)生成氫氧化鎂和二氧化碳，所以本題答案為：MgCO₃+H₂OMg（OH）₂+CO₂↑．
分析：根據(jù)已有的知識(shí)結(jié)合題干提供的信息進(jìn)行分析，在鹵塊中加入鹽酸，能使溶液呈酸性，加入次氯酸鈉或過(guò)氧化氫能將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，要得到較為純凈的氧化鎂，需將鹵塊中含有的雜質(zhì)除掉，碳酸鈉能與氯化鎂反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鎂沉淀，加熱煮沸碳酸鎂能形成氫氧化鎂沉淀．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，完成此題，可以依據(jù)題干提供的信息結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行，書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式要注意配平，要求同學(xué)們加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備，以便靈活應(yīng)用．