Question

【題目】硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成分是MgO(MgO占40%,還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

根據(jù)題意回答下列問題:

(1)實驗中需用1mol/L的硫酸800 mL，若用18.4 mol/L的濃硫酸來配制，則量取濃硫酸時，需使用的量筒規(guī)格為_______。(填字母)

A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL

(2)加入的NaClO 可與酸解液中Mn2+ 反應(yīng):Mn2+ + ClO-+H2O= MnO2 ↓+ 2H+ + Cl-，溶液中還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應(yīng)的離子方程式為___________。該步驟中,物質(zhì)X是________(填化學(xué)式)。

(3)“濾渣”中除MnO2、CaSO4 外還有_______。(填化學(xué)式)

(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

溫度/℃		40	50	60	70
溶解度/g	MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
	CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),簡要說明操作步驟:____________。

(5)“操作I”是將濾液經(jīng)過一系列操作后真空干燥，采用“真空干燥”的原因是________。

(6)實驗中提供的硼鎂泥共100g，得到的MgSO4·7H2O 為147.6 g，則MgSO4·7H2O的產(chǎn)率為________%。

Answer 1

【答案】 D 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O MgO[或MgCO3或Mg(OH)2或其他合理答案] Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2 蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾 減小壓強，降低水的沸點，避免干燥溫度過高而使晶體失去結(jié)晶水 60(答60%不給分)

【解析】(1)稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，1mol/L×800ml=18.4mol/L×V(濃硫酸)，V(濃硫酸)=43.5ml，故選擇的量筒的規(guī)格應(yīng)為100ml，答案選D。

(2)FeO溶于酸中生成有還原性的Fe2+，能與ClO-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；氧化和水解步驟中加入X的目的是將Fe3+和Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀，故可加入. MgO[或MgCO3或Mg(OH)2等不溶物，中和酸性，促進Fe3+ 和Al3+的水解正向進行生成沉淀而除去，故X為MgO[或MgCO3或Mg(OH)2或其他合理答案]。

(3)CaSO4微溶于水，Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2，SiO2不溶于水，Fe3+和Al3+完全水解得到Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，故濾渣中除MnO2、CaSO4外還有：SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3。

(4) MgSO4的溶解度隨溫度的升高而增大，CaSO4的溶解度隨溫度的升高而降低，將MgSO4和CaSO4混合溶液加熱蒸發(fā)濃縮，CaSO4近乎沉淀完，然后在較高溫度下過濾而除去CaSO4，在較高溫度下過濾可以防止溫度降低時CaSO4溶解度增大，故答案為：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾。

(5)壓強低液體的沸點就低，降低壓強，可以降低水的沸點，從而可以在較低的溫度下干燥晶體，避免溫度高而使晶體失去部分結(jié)晶水。

(6)Mg2+的物質(zhì)的量為100g×40%÷40g·mol-1=1mol，所以理論上MgSO4·7H2O的質(zhì)量為1mol×246g/mol=246g，故MgSO4·7H2O的產(chǎn)率為147.6g÷246g×100%=60%。