Question

【題目】硫酸鎂晶體（MgSO4·7H2O）是一種重要的化工原料。以菱鎂礦（主要成分是MgCO3，含少量FeCO3和不溶性雜質）為原料制取硫酸鎂晶體的流程如下：

（1）MgCO3溶于稀硫酸的離子方程式是_________________________。

（2）加入H2O2溶液的目的是____________________（用離子方程式表示）。

（3）已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

陽離子	Mg2+	Fe2+	Fe3+
開始沉淀	9.1	7.6	1.9
完全沉淀	11.1	9.7	3.2

“沉淀”步驟中，用氨水調節溶液pH的范圍是______________________________。

（4）“過濾”所得濾液中存在大量的陽離子有Mg2+、____________。

（5）“結晶”步驟中需蒸發濃縮濾液，使用的儀器有鐵架臺、酒精燈和_________________。

Answer 1

【答案】 MgCO3 + 2H+ === Mg2+ + CO2↑+ H2O H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ === 2Fe3+ + 2 H2O 3.2~9.1 NH4+ 蒸發皿、玻璃棒

【解析】由流程結合已知，菱鎂礦（主要成分是MgCO3，含少量FeCO3和不溶性雜質）加稀硫酸浸取，MgCO3、FeCO3溶于稀硫酸生成Mg2+和Fe2+，加入H2O2溶液氧化Fe2+為Fe3+，然后加氨水調節pH除去Fe3+，將濾液經過結晶等一系列處理得到硫酸鎂晶體（MgSO4·7H2O）。

（1）根據強酸制弱酸原理，MgCO3溶于稀硫酸生成硫酸鎂、水和二氧化碳，離子方程式是MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+ H2O。（2）加入H2O2溶液的目的是氧化Fe2+，離子方程式為：H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2 H2O。（3）用氨水調節溶液pH，使Fe3+沉淀除去，不能影響Mg2+，由數據可得，pH=3.2時Fe3+沉淀完全，pH=9.1時Mg2+開始沉淀，故用氨水調節溶液pH的范圍是3.2~9.1。（4）因“沉淀”步驟中使用氨水，所以“過濾”所得濾液中存在大量的陽離子有Mg2+和NH4+。（5）因為“結晶”步驟中需蒸發濃縮濾液，故使用的儀器有鐵架臺、酒精燈、蒸發皿和玻璃棒。