Question

【題目】硫酸鎂晶體（MgSO4·7H2O）是一種重要的化工原料。以菱鎂礦（主要成分是MgCO3，含少量FeCO3和不溶性雜質(zhì)）為原料制取硫酸鎂晶體的過程如下：

（1）MgCO3溶于稀硫酸的離子方程式是___________。

（2）“氧化”步驟中，加入H2O2溶液的目的是___________（用離子方程式表示）。

（3）“沉淀”步驟中，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是___________。

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

陽離子	Mg2＋	Fe2＋	Fe3＋
開始沉淀	9.1	7.6	1.9
完全沉淀	11.1	9.7	3.2

（4）“過濾”所得濾液中含有的陽離子是___________。

Answer 1

【答案】MgCO3＋2H＋＝Mg2＋＋CO2↑＋H2O H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O 3.2~9.1 Mg2＋、NH4＋

【解析】

由化學工藝流程可知，菱鎂礦加稀硫酸浸取，MgCO3、FeCO3溶于稀硫酸生成Mg2+和Fe2+，加入H2O2溶液將Fe2+氧化為Fe3+，然后加氨水調(diào)節(jié)溶液pH，將Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去，將濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到MgSO4·7H2O晶體。

（1）根據(jù)強酸制弱酸原理，MgCO3溶于稀硫酸生成硫酸鎂、水和二氧化碳，離子方程式是MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+H2O，故答案為：MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+H2O；

（2）加入H2O2溶液的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O，故答案為：H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O；

（3）用氨水調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+沉淀除去，不能影響Mg2+，由題給數(shù)據(jù)可知，pH=3.2時Fe3+沉淀完全，pH=9.1時Mg2+開始沉淀，則用氨水調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2~9.1，故答案為：3.2~9.1；

（4）因“沉淀”步驟中使用氨水，使Fe3+沉淀除去，而Mg2+沒有沉淀，則過濾所得濾液中存在大量的陽離子有Mg2+和NH4+，故答案為：Mg2+和NH4+。