Question

【題目】以工業生產硼砂所得廢渣硼鎂泥(主要含 MgO、SiO2、Fe2O3，另含少量 FeO、CaO、 Al2O3 、B2O3 等)為原料制取 MgSO4·7H2O 的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)過濾需用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和_______；其中玻璃棒的作用是___________。

(2)濾渣 1 中的某種物質 是玻璃的主要成分之一，玻璃另外兩種主要成分的化學式為_____________。除雜過程加入MgO 的作用是__________________。

(3)寫出除雜過程中次氯酸鈣將 Fe2+氧化的離子方程式__________________。

(4)除雜過程中，當 c(Al3+)=1×105 mol/L 時，c(Fe 3+)=__________mol/L。(已知Ksp [Al(OH)3] = 3.2×1034 ， Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×1036，結果保留兩位有效數字 )

(5)濾渣 3 主要成分的化學式是___________。

Answer 1

【答案】漏斗 引流 Na2SiO3 、CaSiO3 調 pH，使 Fe3+、Al3+等形成氫氧化物沉淀而除去 2Fe2++ ClO +2H+= 2Fe3++ Cl+ H2O 3.4×108 CaSO4 或 CaSO42H2O

【解析】

由流程圖可知，硼鎂泥(主要含 MgO、SiO2、Fe2O3，另含少量 FeO、CaO、 Al2O3 、B2O3 等) 經“酸解”再過濾除去二氧化硅，則“濾渣1”中主要含有SiO2；“除雜”時加入次氯酸鈣發生2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O，氧化鎂促進鐵離子、鋁離子水解，則次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是氧化亞鐵離子、促進鐵離子、鋁離子轉化為沉淀；此時濾液中主要含有CaSO4和MgSO4，趁熱過濾除去CaSO4，濾液經濃縮結晶得產品MgSO4·7H2O，濾渣3為
CaSO4 或 CaSO42H2O。

（1）過濾操作需要燒杯、漏斗、玻璃棒，這三種玻璃儀器都是硅酸鹽儀器；其中玻璃棒的作用是引流，防止液體濺出的作用；

因此，本題正確答案為：漏斗；引流；
（2）根據以上分析，濾渣1 中主要成分為SiO2，是玻璃的主要成分之一，玻璃另外兩種主要成分的化學式為Na2SiO3 、CaSiO3 。除雜過程加入 MgO 的作用是調 pH，使 Fe3+、Al3+等形成氫氧化物沉淀而除去。

因此，本題正確答案為：Na2SiO3、 CaSiO3；調 pH，使 Fe3+、Al3+等形成氫氧化物沉淀而除去；

（3）次氯酸鈣具有強氧化性，能將Fe2+氧化為Fe3+，“除雜”時加入次氯酸鈣發生2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O，

因此，本題正確答案為：2Fe2++ ClO +2H+= 2Fe3++ Cl+ H2O；

（4）當Al3+恰好完全沉淀，此時c(Al3+)=1×105 mol/L，溶液中OH-濃度，

根據Ksp [Al(OH)3] = 3.2×1034 ，可得c(OH-)==，

則根據Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×1036，可得溶液中c(Fe 3+)= mol/L=3.4×108 mol/L。

因此，本題正確答案為：3.4×108；

（5）根據以上分析，濾渣3主要成分的化學式是CaSO4 或 CaSO42H2O。

因此，本題正確答案為：CaSO4 或 CaSO42H2O。