Question

七水硫酸鎂（MgSO₄?7H₂O）在印染、造紙和醫藥等工業上都有廣泛的應用．可利用化工廠生產硼砂的廢渣M（主要成分是MgCO₃，還含有MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃等雜質）來制取七水硫酸鎂．已知：
表1  部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時的pH

沉淀	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
pH	5.2	3.2	9.7	11.2

表2  鹽的溶解度（單位為 g/100g水）

溫度	10℃	30℃	40℃	50℃	60℃
CaSO4	0.19	0.21	0.21	0.20	0.19
MgSO4?7H2O	30.9	35.5	40.8	45.6	--

由廢渣M制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：

回答下列問題：
（1）過濾I的濾液中加入NaClO溶液的目的是

將Fe²⁺氧化為Fe³⁺

，寫出反應的離子方程式

6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O

，需要加熱煮沸的目的是

促進Al³⁺、Fe³⁺的水解

．
（2）操作Ⅱ所用的玻璃儀器是

燒杯、漏斗、玻璃棒

．
（3）檢驗過濾Ⅱ后的濾液中是否含有Fe³⁺，其實驗方法是

Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃

．（用離子方程式表示）．
（4）沉淀C的化學式是

CaSO₄?2H₂O或CaSO₄

，過濾Ⅲ需趁熱過濾的理由是

防止MgSO₄在溫度降低時結晶析出

．

Answer 1

分析：向廢渣M中加硫酸時SiO₂不溶解，NaClO具有氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，PH=5～6時Fe（OH）₃、Al（OH）₃生成沉淀，加熱煮沸的主要目的是促進Al³⁺、Fe³⁺水解，由于MgSO₄的溶解度不大，溫度低時結晶析出，所以過濾II需趁熱過濾．

解答：解：（1）根據表中數據可知Fe³⁺易水解生成Fe（OH）₃沉淀，NaClO具有氧化性，能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易于除雜，
反應的方程式為6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
鹽的水解為吸熱過程，加熱有利于促進Al³⁺、Fe³⁺的水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃等沉淀，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；6Fe²⁺+3ClO^-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+4Fe³⁺+3Cl^-或2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；促進Al³⁺、Fe³⁺的水解；
（2）過濾用到的儀器或用品有鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗以及濾紙，其中玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）實驗室檢驗Fe³⁺離子的方法是在溶液中加入KSCN，溶液變紅色，反應的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）趁熱過濾時，硫酸鈣的溶解度較小，而硫酸鎂的溶解度較大，易于分離混合物，
此時過濾得到的沉淀為CaSO₄?2H₂O或CaSO₄，如不趁熱過濾，冷卻后硫酸鎂的溶解度減小，會生成硫酸鎂晶體，
故答案為：CaSO₄?2H₂O或CaSO₄；防止MgSO₄在溫度降低時結晶析出．

點評：本題考查制備實驗方案的設計，題目難度中等，注意分析物質的制備的流程，理解反應原理，注重基礎知識的積累．