Question

【題目】鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含有Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子。若以它為原料按下圖所示工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)，可制得輕質(zhì)氧化鎂。

已知1：生成氫氧化物沉淀的pH

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

已知2：幾種難溶電解質(zhì)的溶解度（20℃）

物質(zhì)	溶解度/g
Fe(OH)2	5.2×10-5
Fe(OH)3	3×10-9
MgCO3	3.9×10-2
Mg(OH)2	9×10-4

（已知：Fe2+氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去）

請(qǐng)回答：

（1）步驟Ⅱ中加入的試劑X為漂液（含25.2%NaClO）。

①用玻璃棒蘸取漂液滴在pH試紙上，pH試紙先變藍(lán)，后褪色。說明漂液具有的性質(zhì)是________。

②用化學(xué)用語表示NaClO溶液使pH試紙變藍(lán)的原因_________。

③步驟Ⅱ中漂液的主要作用是__________。

④若用H2O2代替漂液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。

（2）步驟Ⅲ中加入的試劑Y為NaOH，應(yīng)將溶液的pH調(diào)節(jié)為______，目的是_______。

（3）步驟Ⅳ中加入的試劑Z為Na2CO3，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。

（4）結(jié)合化學(xué)用語，應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋步驟Ⅴ中反應(yīng)發(fā)生的原因_______。

Answer 1

【答案】堿性、強(qiáng)氧化性（漂白性）ClO-+H2OHClO+OH－將Fe2+氧化為Fe3+2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O9.8使除Mg2+以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去Mg2++CO32－＝MgCO3↓沉淀物MgCO3存在溶解平衡，MgCO3(s)Mg2+ (aq)+CO32-(aq)，CO32-發(fā)生水解CO32－+H2OHCO3－+OH－，HCO3－+H2OH2CO3+OH－，在煮沸的情況下促進(jìn)CO32-水解平衡右移。Mg2+與OH－結(jié)合生成更難溶的Mg(OH)2沉淀，促進(jìn)CO32-徹底水解為H2CO3并分解為CO2和H2O。最后使MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。或：MgCO3 +H2OMg(OH)2 +CO2，由于水解生成的Mg(OH)2溶解度更小，煮沸有利于CO32-水解平衡右移，且又有CO2氣體生成，使水解趨于完全，MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。

【解析】

為除去Fe2+，先將Fe2+氧化成Fe3+，然后加入NaOH調(diào)節(jié)pH為9.8，然后在濾液中加入純堿將Mg2+從溶液中以MgCO3沉淀出來，然后加熱煮沸可得到Mg（OH）2，灼燒后得到MgO，據(jù)此解答。

（1）①漂液（含25.2%NaClO）中NaClO溶液中水解顯堿性，pH變藍(lán)色，藍(lán)色褪去是水解生成的次氯酸具有漂白性，用玻璃棒蘸取漂液滴在pH試紙上，pH試紙先變藍(lán)，后褪色，說明漂液具有的性質(zhì)是堿性、漂白性；

②NaClO溶液使pH試紙變藍(lán)是次氯酸根離子水解生成次氯酸和氫氧根離子，溶液顯堿性，反應(yīng)的離子方程式為ClO-+H2OHClO+OH－；

③步驟Ⅱ中漂液具有強(qiáng)氧化性，氧化亞鐵離子為鐵離子；

④過氧化氫具有氧化性，酸性溶液中能氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；

（2）驟Ⅲ中加入的試劑Y為NaOH，應(yīng)將溶液的pH調(diào)節(jié)為9.8，使除Mg2+以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀以便通過過濾而除去；

（3）步驟Ⅳ中加入的試劑Z為Na2CO3，加入后沉淀鎂離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mg2++CO32－＝MgCO3↓；

（4）由于沉淀物MgCO3存在溶解平衡：MgCO3(s)Mg2+ (aq)+CO32-(aq)，CO32-發(fā)生水解CO32－+H2OHCO3－+OH－，HCO3－+H2OH2CO3+OH－，在煮沸的情況下促進(jìn)CO32-水解平衡右移。Mg2+與OH－結(jié)合生成更難溶的Mg(OH)2沉淀，促進(jìn)CO32-徹底水解為H2CO3并分解為CO2和H2O，所以最后使MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。