Question

【題目】鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子。以鹵塊為原料可制得輕質氧化鎂，工藝流程如圖：

已知：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。若要求產品盡量不含雜質，請根據表1和表2提供的資料，填寫空白：

表1 生成氫氧化物沉淀的pH				表2 化學試劑價格表
物質	開始沉淀	沉淀完全		試劑	價格（元/噸）
Fe(OH)3	2.7	3.7		漂液（含25.2% NaClO）	450
Fe(OH)2	7.6	9.6		雙氧水（含30% H2O2）	2400
Mn(OH)2	8.3	9.8		燒堿（含98% NaOH）	2100
Mg(OH)2	10.0	11.1		純堿（含99.5% Na2CO3）	600

（1）在步驟②中加入的試劑X（從表2中選擇）是_______而不是雙氧水，其原因是_______________________。寫出加入X發生反應的離子方程式_______________________。

（2）在步驟③中控制pH=9.8，其目的是____________________________。

（3）沉淀物A的成分為______________，試劑Y（從表2中選擇）應該是_______。

（4）在步驟⑤中發生反應的化學方程式是________________________。

（5）若在實驗室中完成步驟⑥，則沉淀物C必需在_______（填儀器名稱）中灼燒。

Answer 1

【答案】 漂液 漂液比H2O2的價格低得多 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 使Fe3+、Mn2+（或其它雜質金屬離子）轉化為氫氧化物沉淀而除去 Fe(OH)3、Mn(OH)2 純堿 MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑ 坩堝

【解析】(1)步驟②是為了將Fe2+氧化成Fe3+，并在控制合適的pH條件時生成Fe(OH)3沉淀而除之，雖然漂液和H2O2都可采用，但對比表2提供的原料價格可以看出，漂液比H2O2的價格低得多，所以選漂液最合理，流程中加入次氯酸鈉在酸性溶液中會氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案為：漂液；漂液比H2O2的價格低得多；2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；

(2) 分析表1提供的數據：pH=9.8，可以使除Mg2+以外的各種雜質金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去，故答案為：使除Mg2+以外的各種雜質金屬離子轉化為氫氧化物沉淀除去；

(3)由流程分析可知，步驟②加入氧化劑，氧化亞鐵離子為鐵離子，調節溶液pH=9.8，依據表格數據判斷形成沉淀的離子為Fe3+，Mn2+，反應形成的沉淀A為Fe(OH)3、Mn(OH)2；步驟④的目的是將Mg2+從溶液中沉淀出來．從MgCl2制得MgO，有兩種可行的方法，一種是向溶液中加入燒堿，另一種方法是向溶液中加入純堿，此處選用后一種方法更合理，一方面，加燒堿生成的中間產物Mg(OH)2是膠狀沉淀，會造成過濾困難；加純堿生成的中間產物MgCO3呈粗顆粒狀，易過濾，MgCO3在水中經一段時間的加熱會有部分反應生成CO2，由于CO2氣體的產生，使沉淀變得疏松，灼燒沉淀后得到的是輕質氧化鎂，另一方面，對比表2中燒堿和純堿的價格可以看出，純堿比燒堿價格低得多，采用純堿路線既合理又經濟，故試劑Z可用純堿，故答案為：Fe(OH)3、Mn(OH)2；純堿；

(4)加入的Z物質為純堿，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情況下發生水解，生成Mg(OH)2和CO2氣體，反應的化學方程式為：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑，故答案為：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑；

(5)在實驗室中完成步驟⑥，沉淀物須在坩堝中加熱灼燒，故答案為：坩堝。