Question

【題目】工業(yè)上以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備金屬鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：

已知：一些金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀時(shí)溶液的pH如表所示

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
開(kāi)始沉淀時(shí)	1.5	3.3	6.5	9.4
完全沉淀時(shí)	3.7	5.2	9.7

請(qǐng)回答：

(1)如果沒(méi)有過(guò)程①，后果是：__________________________________。

(2)上述流程中被循環(huán)使用的物質(zhì)是：____________。

(3)濾渣2的主要成分為：____________；溶液2中的主要溶質(zhì)為：_____________。

(4)通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，為保證Mg2+沉淀完全，過(guò)程②中控制溶液的pH至少為________。(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)(已知Mg(OH)2的Ksp=2×10-11，lg2=0.3)

(5)已知MgCl2·6H2O受熱時(shí)發(fā)生水解：MgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O，過(guò)程③應(yīng)該如何操作才能得到無(wú)水MgCl2？：_______________________________________________。

(6)寫(xiě)出過(guò)程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________。

(7)為測(cè)定菱鎂礦中鐵的含量。稱(chēng)取12.5 g菱鎂礦樣品溶于過(guò)量的稀硫酸并完全轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，用0.010 mol·L—1H2O2溶液進(jìn)行滴定。平行測(cè)定4組，消耗H2O2溶液的體積數(shù)據(jù)記錄如下表所示。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3	4	平均值
消耗H2O2溶液的體積/mL	15.00	15.02	15.62	14.98

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可計(jì)算出菱鐵礦中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________%。(保留兩位小數(shù))

②H2O2溶液應(yīng)裝在__________ 滴定管中(填“酸式”或“堿式”)

③誤差

a．其它操作均正常，滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致所測(cè)結(jié)果_________。

b．滴定之前沒(méi)有排除滴定中的氣泡會(huì)導(dǎo)致所測(cè)結(jié)果_________。

Answer 1

【答案】無(wú)法除去Fe2+ Mg(OH)2 Fe(OH)3 (NH4)2SO4 11.2 在干燥氯化氫酸性氣流保護(hù)下加熱分解 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 0.13 酸式 偏高 偏高

【解析】

(1)過(guò)程①是用過(guò)氧化氫把Fe2+氧化為Fe3+，通過(guò)調(diào)節(jié)pH=4，生成氫氧化鐵沉淀；(2)根據(jù)流程圖，分析被循環(huán)使用的物質(zhì)；(3)根據(jù)一些金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀時(shí)溶液的pH，調(diào)節(jié)pH=4，F(xiàn)e3+可以完全生成氫氧化鐵沉淀；溶液1的主要成分是硫酸鎂，加入氨水生成氫氧化鎂沉淀和硫酸銨；(4)根據(jù)Mg(OH)2的溶度積常數(shù)計(jì)算 c(Mg2+)=1×10-5 mol·L-1時(shí)，c(OH-)的值。(5) 要得到無(wú)水MgCl2需要抑制MgCl2水解；(6過(guò)程④是電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣；(7) ① 根據(jù)計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；②H2O2溶液具有氧化性；③根據(jù) 分析誤差。

（1）過(guò)程①是用過(guò)氧化氫把Fe2+氧化為Fe3+，通過(guò)調(diào)節(jié)pH=4，生成氫氧化鐵沉淀，如果沒(méi)有過(guò)程①，無(wú)法除去Fe2+；(2)根據(jù)流程圖，被循環(huán)使用的物質(zhì)是Mg(OH)2；(3)根據(jù)一些金屬離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀時(shí)溶液的pH，調(diào)節(jié)pH=4，F(xiàn)e3+可以完全生成氫氧化鐵沉淀，所以濾渣2的主要成分為Fe(OH)3；溶液1的主要成分是硫酸鎂，加入氨水生成氫氧化鎂沉淀和硫酸銨，過(guò)濾后得到的濾液2含有主要溶質(zhì)為(NH4)2SO4；(4)根據(jù)Mg(OH)2的溶度積常數(shù)計(jì)算c(Mg2+) c2(OH-)=2×10-11， c(Mg2+)=1×10-5 mol·L-1時(shí)，c(OH-)=，c(H+)=，pH=-( =11.2，所以過(guò)程②中控制溶液的pH至少為11.2。(5) 在干燥氯化氫酸性氣流保護(hù)下加熱分解MgCl2·6H2O，才能得到無(wú)水MgCl2；(6)過(guò)程④是電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，反應(yīng)方程式是MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑；(7)①實(shí)驗(yàn)3誤差較大，不參與計(jì)算，消耗H2O2溶液體積的平均值為15.00mL，設(shè)菱鐵礦中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x；

112g 1mol

12.5x g 0.010 mol·L—10.015L

X=0.13%

②H2O2溶液具有氧化性，應(yīng)裝在酸式滴定管中。③a．其它操作均正常，滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，會(huì)導(dǎo)致所測(cè)結(jié)果偏高。b．滴定之前沒(méi)有排除滴定中的氣泡，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，會(huì)導(dǎo)致所測(cè)結(jié)果偏高。