Question

【題目】硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成份是MgO，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的工藝流程如下：

已知：NaClO與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
開始沉淀pH	2.3	4.0	7.6	8.4
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6	10.8

根據(jù)題意回答下列問題：

（1）請(qǐng)?zhí)岢鰞蓷l加快酸解速率的措施__________________。

（2）濾渣的主要成分除MnO2及礦物中其他不溶性雜質(zhì)外還有_____________ (填化學(xué)式)，寫出生成MnO2的離子方程式_____________ 。

（3）在除去濾渣之前，往往還加一定物質(zhì)再次調(diào)節(jié)pH，請(qǐng)選擇合適的物質(zhì)________

A.NaOH B.MgO C.Mg(OH)2 D.氨水

根據(jù)表格給出數(shù)據(jù)寫出調(diào)節(jié)pH的范圍___________。

（4）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：

溫度（℃）	20	50	60	70
MgSO4	25.0	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除鈣”是將MgS4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說明操作步驟___________。再將濾液進(jìn)行“操作1”，則析出晶體后的溶液(20℃) 中，C(Mg2+)=___________mol/L（該混合溶液的密度為1.2g·cm-3）。

Answer 1

【答案】 加熱、攪拌、適當(dāng)提高酸的濃度和將礦物泥粉碎增大接觸面積等 Fe(OH)3、SiO2和Al(OH)3 Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl- BC 5.2≤pH<8.4 蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾 2 molL-1

【解析】硼鎂泥主要成份是MgO，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，加入硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反應(yīng)，SiO2不與硫酸反應(yīng)，次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng)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(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體。（1）加熱、攪拌、適當(dāng)提高酸的濃度或?qū)⒌V物泥粉碎增大接觸面積等都可加快反應(yīng)速率。（2）根據(jù)以上分析可知濾渣的主要成分除MnO2及礦物中其他不溶性雜質(zhì)外還有Fe(OH)3、SiO2和Al(OH)3，NaClO與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀，則生成MnO2的離子方程式為Mn2++ClO-+H2O＝MnO2↓+2H++Cl-。（3）由于不能引入新雜質(zhì)，則應(yīng)該選擇MgO或Mg(OH)2，答案選BC；根據(jù)表格給出數(shù)據(jù)可知鋁完全沉淀時(shí)pH為5.2，超過8.4時(shí)鎂離子開始沉淀，因此調(diào)節(jié)pH的范圍應(yīng)該是5.2≤pH＜8.4；（4）由溫度對(duì)硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響可知，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，因此可以采用蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾方法除去硫酸鈣；假設(shè)20℃時(shí)飽和MgSO4溶液質(zhì)量為125g，其體積為125g÷1.20gcm3；所含溶質(zhì)MgSO4的質(zhì)量為25g，物質(zhì)的量為25g÷120g/mol；則溶液里c（Mg2+）=c（MgSO4）= 。