七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含
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七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。 表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Mn(OH)2
| Mg(OH)2
| pH值
| 5.2
| 3.2
| 9.7
| 10.4
| 11.2
| 表2 两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃
| 10
| 30
| 40
| 50
| 60
| CaSO4
| 0.19
| 0.21
| 0.21
| 0.20
| 0.19
| MgSO4·7H2O
| 30.9
| 35.5
| 40.8
| 45.6
| /
| 硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题: (1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为 。加热煮沸的主要目的是 。 (2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 (填化学式)等物质。 (3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是 ; (4)沉淀C的化学式是 。过滤III需趁热过滤的理由是 |
答案
(1)Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-;促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2(2)Fe(OH)3 Al(OH)3(3)取过滤II后的滤液1~2 mL于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+(4)CaSO4·2H2O或CaSO4;以防MgSO4在温度低时结晶析出。 |
解析
试题解析:(1)NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,盐类的水解为吸热反应,加热有利于Al3+、Fe3+水解以及Mn2+氧化成MnO2,故答案为:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-;促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2;(2)根据表中数据可知,在调节溶液的PH在5~6时,Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;(3)Fe3+离子与KSCN溶液生成血红色的Fe(SCN)3,可利用该反应进行检验,故答案为:取过滤II后的滤液1~2 ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+;(4)CaSO4的溶解度随温度的变化不大,而MgSO4在温度较高时易溶于水,趁热过滤利于分离硫酸钙和硫酸镁,并防止MgSO4在温度低时结晶析出,故答案为:CaSO4•2H2O或CaSO4;以防MgSO4在温度低时结晶析出。 |
举一反三
已知在室温时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12 (mol/L)3,要使0.2mol/lMgSO4溶液中的Mg2+沉淀较为完全[c(Mg2+)<5.6×10-6mol/L],则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH最小为多少? |
科学家利用淡水与海水之间含盐量的差别发明了一种新型电池——水电池。 (1)用二氧化锰纳米棒作电池正极可提高发电效率,这是利用纳米材料的 特性,使之能与钠离子充分接触。 (2)水电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,该电池的负极反应式为 。水电池工作时,Na+不断向 极方向移动。 (3)水电池生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为 。 (4)某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液中金属阳离子的浓度与溶液pH的关系如右图。请据右图分析:
①该温度下,溶度积常数的关系为:KSP[Fe(OH)3] KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”); ②如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的FeCl3溶液,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是 。 |
向10 mL含等浓度的I-和Cl-的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.该实验可以证明AgI比AgCl更难溶 | B.加入V2 mL AgNO3溶液后,溶液中不含I- | C.V1= V2-V1 | D.向最终的沉淀中加入Na2S溶液,沉淀变成黑色 |
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向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时,得到白色沉淀,然后向白色沉淀中滴加CuSO4溶液,发现沉淀变为黑色,则下列说法不正确的是A.白色沉淀为ZnS,黑色沉淀为CuS | B.利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀 | C.上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp | D.该过程破坏了ZnS的溶解平衡 |
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已知Ksp(AgCl)=1.8×10—10mol2•L—2,Ksp(AgI)=1.0×10—16mo2•L—2。下列说法错误的是A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI | B.在含浓度均为0.001mol•L—1的Cl—、I—的溶液中缓慢滴AgNO3稀溶液,先析出AgI | C.AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可转化为AgI | D.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于×10—11mol•L—1 |
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