Question

18．鹵塊的主要成分是MgCl₂，此外還含有少量的Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺等離子，以鹵塊為原料制取輕質(zhì)氧化鎂工藝以及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖：

若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)，而且生產(chǎn)成本較低，請(qǐng)根據(jù)如表提供的資料，回答下列問題：
表1  生成氫氧化沉淀的pH

物質(zhì)	開始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8
Mg（OH）2	9.6	11.1

Fe²⁺氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以，常將它氧化為 Fe³⁺，生成 Fe（OH）₃沉淀除去
表2  原料價(jià)格表

物質(zhì)	價(jià)格/（元•噸-1）
漂液（含 25.2% NaClO）	450
雙氧水（含 30% H2O2）	2400
燒堿（含 98% NaOH）	2100
純堿（含 99.5% Na2CO3）	600

（1）要使鹵塊充分溶解，可采取的措施有適當(dāng)加熱、攪拌、將鹵塊粉碎等（至少答2點(diǎn)）
（2）加入的試劑A，最佳的選擇是漂液．
（3）為盡量除去雜質(zhì)，試劑B為NaOH，當(dāng)溶液的pH為9.8時(shí)，停止加入B．
（4）操作X中①②③步的操作分別是過濾、洗滌、灼燒、檢驗(yàn)步驟②是否進(jìn)行完全的操作是：取最后一次洗滌液少許做焰色反應(yīng)．
（5）加入的試劑C是 Na₂CO₃，煮沸發(fā)生的反應(yīng)方程式為MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;加熱煮沸\(zhòng);}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑．

Answer 1

分析 鹵塊的主要成分是MgCl₂，此外還含有少量的Fe³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺等離子，由流程可知，溶解后，結(jié)合沉淀的pH可知，試劑A為氧化劑，由價(jià)格可知，選擇漂液成本較低，A將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，然后試劑B為NaOH，盡量將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，加入NaOH調(diào)節(jié)pH為9.8，然后在濾液中加入純堿將Mg²⁺從溶液中以MgCO₃沉淀出來，然后加熱煮沸可得到Mg（OH）₂，灼燒后得到MgO，以此來解答．

解答 解：鹵塊的主要成分是MgCl₂，此外還含有少量的Fe³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺等離子，由流程可知，溶解后，結(jié)合沉淀的pH可知，試劑A為氧化劑，由價(jià)格可知，選擇漂液成本較低，A將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，然后試劑B為NaOH，盡量將鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，加入NaOH調(diào)節(jié)pH為9.8，然后在濾液中加入純堿將Mg²⁺從溶液中以MgCO₃沉淀出來，然后加熱煮沸可得到Mg（OH）₂，灼燒后得到MgO，
（1）要使鹵塊充分溶解，可采取的措施有適當(dāng)加熱、攪拌、將鹵塊粉碎等，故答案為：適當(dāng)加熱、攪拌、將鹵塊粉碎等；
（2）漂液和H₂O₂都可氧化亞鐵離子，但對(duì)比表2提供的原料價(jià)格可以看出，漂液比H₂O₂的價(jià)格低得多，所以選漂液最合理，故答案為：漂液；
（3）步驟③的目的在于使除Mg²⁺以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去，應(yīng)加入NaOH，如加入純堿，不能達(dá)到較高的PH，分析表1提供的數(shù)據(jù)：除去雜質(zhì)離子合理的pH范圍是3.7＜pH＜9.8，在此范圍內(nèi)，如果pH過高，就會(huì)有大量的Mg²⁺生成Mg（OH）₂而進(jìn)入沉淀中，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高．為了兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本，選擇pH=9.8最合理，當(dāng)然此時(shí)Mg²⁺也會(huì)部分生成Mg（OH）₂沉淀，但由于鹵塊價(jià)格低廉，這點(diǎn)不可避免的損失還是可以承受的，以此保證產(chǎn)品的純度，
故答案為：NaOH；9.8；
（4）在濾液中加入純堿將Mg²⁺從溶液中以MgCO₃沉淀出來，然后加熱煮沸可得到Mg（OH）₂，灼燒后得到MgO，操作X中①②③步的操作分別是過濾、洗滌、灼燒；檢驗(yàn)步驟②是否進(jìn)行完全的操作是取最后一次洗滌液少許做焰色反應(yīng)，
故答案為：過濾；洗滌；灼燒；取最后一次洗滌液少許做焰色反應(yīng)；
（5）加入的試劑C是 Na₂CO₃，煮沸發(fā)生的反應(yīng)方程式為MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;加熱煮沸\(zhòng);}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑，故答案為：MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;加熱煮沸\(zhòng);}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中的反應(yīng)、混合物分離提純方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意試劑的選擇及習(xí)題中的信息利用，題目難度不大．