Question

【題目】[化學(xué)—選修22：化學(xué)生活與技術(shù)]氯堿工業(yè)過程中產(chǎn)生了大量的鹽泥。某氯堿工廠的鹽泥組成如下：

成分	NaCl	Mg（OH）2	CaCO3	BaSO4	SiO2等不溶于酸的物質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）	15～20	15～20	5～10	30～40	10～15

該工廠進(jìn)一步利用鹽泥生產(chǎn)了七水硫酸鎂，設(shè)計了工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）反應(yīng)器中加入酸溶解，反應(yīng)液控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50℃左右，寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 。

（2）在濾餅中檢測到硫酸鈣的成分，其原因是 。

（3）已知一些鹽的溶解度如下圖。在濾液I中通入高溫水蒸氣進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，為了析出晶體I，應(yīng)控制溫度在__________℃。

（4）步驟II操作是_______________，

（5）步驟III在工業(yè)上常用的設(shè)備是______________（填字母）。

A．加壓干燥器 B．蒸餾塔 C．離心機(jī) D．真空干燥器

（6）準(zhǔn)確稱取制備產(chǎn)品ag，將其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的錐形瓶中，溶解后，加入酚酞溶液2滴，溶液變紅色，再用c2mol/L的鹽酸進(jìn)行滴定，消耗鹽酸V2mL，則樣品MgSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 。

Answer 1

【答案】（1）Mg（OH）2+H2SO4===MgSO4+2H2O；CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2O+CO2↑（2分）。

（2）因為CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2CO3，加熱有H2CO3H2O＋CO2↑，降低c（H2CO3），所以平衡不斷向右移動，最終CaCO3生成了CaSO4（3分）；

（3）80 （2分）；

（4）冷卻結(jié)晶、洗滌 （2分）；

（5）D（2分）；

（6）%。（2分）

【解析】

試題分析：

（1）根據(jù)鹽泥成分可知，能溶于酸的只有Mg（OH）2和CaCO3兩種，又因該流程的目的是制備七水硫酸鎂，則加入的酸為硫酸，則反應(yīng)方程式為：Mg（OH）2+H2SO4===MgSO4+2H2O；CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2O+CO2↑。

（2）因為CaCO3＋H2SO4CaSO4＋H2CO3，加熱有H2CO3H2O＋CO2↑，降低c（H2CO3），所以平衡不斷向右移動，最終CaCO3生成了CaSO4，導(dǎo)致在濾餅中檢測到硫酸鈣的成分。

（3）觀察溶解度圖象，當(dāng)溫度大于80℃，隨著溫度的升高，氯化鎂的溶解度逐漸增大，而硫酸鎂的溶解度反而下降，氯化鈉的溶解度一直比較低。故在濾液I中通入高溫水蒸氣進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶析出的晶體為氯化鈉，為避免硫酸鎂結(jié)晶析出，應(yīng)控制溫度在80℃。

（4）步驟II操作是冷卻結(jié)晶、洗滌。

（5）步驟III在工業(yè)上常用的設(shè)備是真空干燥器。

（6）NaOH溶液總物質(zhì)的量為c1V1×10-3mol，與鹽酸反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量為c2V2×10-3mol，則與MgSO4·7H2O反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量為（c1V1－c2V2）×10-3mol，可得MgSO4·7H2O的質(zhì)量為（c1V1－c2V2）×10-3××246 g。則樣品MgSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是%。