Question

14．MgSO₄•7H₂O在醫(yī)藥上常用做瀉藥，工業(yè)上可用氯堿工業(yè)中的一次鹽泥為原料生產(chǎn)．已知一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分．其主要工藝如下：

表：生成氫氧化物沉淀的PH

物質(zhì)	開始沉淀	完全沉淀
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
Al（OH）3	3.7	5.7
	開始溶解：7.8	完全溶解：10.0

根據(jù)工藝流程和表1，請回答下列問題：
（1）用H₂SO₄調(diào)節(jié)溶液PH至1～2，H₂SO₄作用是將鹽泥中的碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸除去
（2）加NaClO溶液至PH=5～6并加熱煮沸5～10分鐘，沉淀2中主要含有MnO₂和另外兩種難溶物，這兩種難溶物的化學(xué)式分別為Fe（OH）₃、Al（OH）₃；其中NaClO溶液將MnSO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂的離子方程式為ClO^-+Mn²⁺+H₂O=MnO₂+Cl^-+2H⁺
（3）檢驗(yàn)濾液Ⅱ中是否含有Fe³⁺的實(shí)驗(yàn)方法是取濾液Ⅱ1-2ml于試管中，加入少量的KSCN溶液，若不變紅色，證明濾液Ⅱ中無Fe³⁺
（4）“操作X”是將溶液蒸發(fā)濃縮、冷凝結(jié)晶、過濾洗滌，即得到MgSO₄•7H₂O晶體．
（5）電解溶液A能否得到單質(zhì)Mg不能（填“能”或“不能”），陽極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺
（6）準(zhǔn)確稱量制得的樣品5g，用200mL水溶解，加入2mol•L^-1的鹽酸5mL，在不斷攪拌下滴加足量2mol•L^-1 BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，得沉淀4.46g，則樣品純度為98.4%．

Answer 1

分析 一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂，硫酸鈣，硫酸鐵，硫酸鋁，硫酸錳，會把碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為溶于水的硫酸鹽，得到的沉淀1主要為H₂SiO₃、CaSO₄，過濾，濾液加入次氯酸鈉是為了氧化錳離子為二氧化錳，同時(shí)溶液中Fe³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，所以沉淀2為MnO₂、Fe（OH）₃、Al（OH）₃，過濾，在濾液中加入氫氧化鈉生成氫氧化鎂沉淀，所以沉淀3為Mg（OH）₂，氫氧化鎂中加入硫酸得到硫酸鎂溶液，將溶液經(jīng)過加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥等操作，獲得MgSO₄•7H₂O晶體，
（1）用H₂SO₄調(diào)節(jié)溶液PH至1～2，H₂SO₄作用是把鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽溶于水，硫酸鈣、硅酸沉淀；
（2）根據(jù)各物質(zhì)溶解后的成分分析可知沉淀還應(yīng)有Fe（OH）₃、Al（OH）₃；根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子相等，利用離子方程式的配平方法書寫反應(yīng)的離子方程式；
（3）利用Fe³⁺離子與KSCN溶液生成血紅色的物質(zhì)檢驗(yàn)；
（4）依據(jù)溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法分析判斷，操作X是從硫酸鎂溶液中得到MgSO₄•7H₂O晶體，需要蒸發(fā)濃縮溶液，冷卻結(jié)晶，洗滌干燥；
（5）A為硫酸鎂溶液，電解溶液再陽極是溶液中氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（6）依據(jù)硫酸根離子守恒計(jì)算得到硫酸鎂晶體的物質(zhì)的量和質(zhì)量來計(jì)算樣品純度．

解答 解：（1）鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，用H₂SO₄調(diào)節(jié)溶液PH至1～2，會把碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為溶于水的硫酸鹽，把鈣離子形成硫酸鈣沉淀，把硅酸根離子形成硅酸沉淀過濾除去，
故答案為：將鹽泥中的碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸除去；
（2）加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂，硫酸鋁，硫酸鐵，加入次氯酸鈉是為了氧化錳離子為二氧化錳，調(diào)節(jié)溶液PH，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺水解生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀；NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，鹽類的水解為吸熱反應(yīng)，加熱有利于Al³⁺、Fe³⁺水解以及Mn²⁺氧化成MnO₂，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
（3）Fe³⁺離子與KSCN溶液生成血紅色的Fe（SCN）₃，可利用該反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，
故答案為：取過濾II后的濾液1～2 ml于試管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不顯紅色，證明濾液中無Fe³⁺；
（4）操作X是從硫酸鎂溶液中得到MgSO₄•7H₂O晶體，需要蒸發(fā)濃縮溶液，冷卻結(jié)晶，洗滌干燥，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷凝結(jié)晶；
（5）A為硫酸鎂的硫酸溶液，電解溶液再陽極是溶液中氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，酸性溶液中電解反應(yīng)為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，電解溶液A不能得到單質(zhì)Mg，
故答案為：不能；  2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
（6）準(zhǔn)確稱量制得的樣品5g，用200mL水溶解，加入2mol•L^-1的鹽酸5mL，在不斷攪拌下滴加足量2mol•L^-1 BaCl₂溶液，充分反應(yīng)后，得沉淀4.66g，
生成沉淀BaSO4物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；
MgSO₄•7H₂O物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量=0.02mol×246g/mol=4.92g，
樣品純度=$\frac{4.92g}{5g}$×100%=98.4%，
故答案為：98.4%．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備、除雜，涉及物質(zhì)的檢驗(yàn)以及沉淀的轉(zhuǎn)化等知識，題目較為綜合，難度中等，本題注意要認(rèn)真分析題中數(shù)據(jù)，考查學(xué)生的分析能力．