Question

【題目】硼鎂泥是一種工業廢料，主要成份是MgO（占40%，質量分數），還有CaO、MnO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫藥等工業。從硼鎂泥中提取MgSO47H2O的工藝流程如下：

（1）實驗中需要1 mol/L的硫酸800 mL，若用 98% 的濃硫酸（ρ= 1.84 g/mL）來配制，量取濃硫酸需要使用量筒的規格為__________（填寫選項字母）

A．10 mL B．20 mL C．50 mL D．100 mL

（2）加入的NaClO可與Mn2+ 反應：Mn2+ + ClO + H2O = MnO2↓+ 2H+ + Cl ，在該步驟中還有一種離子也會被NaClO氧化，該反應的離子方程式為___________________。

（3）濾渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外，還含有_________________。（寫2個）

（4）在“除鈣”前，需檢驗濾液中Fe3+ 是否被除盡，簡述檢驗方法___________________。（寫出操作、現象和結論）

（5）已知MgSO4、CaSO4 的溶解度（單位為 g/100 g 水）如下表：

溫度（℃）	40	50	60	70
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，根據上表數據，簡要說明操作步驟______________。“操作Ⅰ”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，便得到了MgSO47H2O。

（6）實驗中提供的硼鎂泥共100 g，得到 MgSO47H2O為172.2 g ，則MgSO47H2O 的產率為___。

Answer 1

【答案】C 2Fe2+ + ClO + 2H+ = 2Fe3+ + Cl + H2O SiO2 和 MnO2 取最后一滴濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液顏色不變紅色，說明濾液中Fe3+被除盡；若出現紅色，說明沒有除盡 蒸發濃縮（高溫濃縮），趁熱過濾 70%

【解析】

硼鎂泥主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反應，SiO2不與硫酸反應，次氯酸鈉具有強氧化性，加入的NaClO可與Mn2+反應生成MnO2，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過濾除去濾渣Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2、SiO2，濾液中含鈣離子、鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發冷卻結晶得到硫酸鎂晶體，以此來解答。

（1）需用1mol/L的硫酸800mL，若用98%的濃硫酸(ρ=1.84g/mL)來配制，結合溶液配制前后溶質的物質的量不變可知，量取濃硫酸為=0.054L=54mL，則選擇量筒為100mL，故答案為：D；

（2）NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反應的離子方程式為Mn2++ClO+H2O=MnO2↓+2H++Cl，溶液中含有Fe2+，具有還原性，可與NaClO發生氧化還原反應，反應的離子方程式為2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O，故答案為：2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2O；

（3）SiO2不與硫酸反應，次氯酸鈉具有強氧化性，加入的NaClO可與Mn2+反應生成MnO2，把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過濾得濾渣Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2，故答案為：MnO2、SiO2；

（4）檢驗濾液中Fe3+是否被除盡，檢驗方法為取少量濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含Fe3+；如果溶液變紅色，說明濾液中含Fe3+，故答案為：取最后一滴濾液，向其中加入硫氰化鉀溶液，如果溶液顏色不變紅色，說明濾液中Fe3+被除盡；若出現紅色，說明沒有除盡；

（5）由溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；“操作Ⅰ”是將濾液繼續蒸發濃縮，冷卻結晶，再經過過濾，便得到MgSO47H2O晶體，故答案為：蒸發濃縮（高溫濃縮），趁熱過濾；

（6）硼鎂泥主要成份是MgO(占40%)，則100g中含Mg為100g×40%××100%=24g，由Mg原子守恒可知得到MgSO47H2O為1mol，1mol×246g/mol=246g，則MgSO47H2O的產率為×100%=70%，故答案為：70%。