实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3?3H2O.实验过程如图1:(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为MgCO3(S)+2H+(aq)═Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=-50.4kJ?mol-1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)═2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l)△H=-225.4kJ?mol-1酸溶需加热的目的是___;所加H2SO4不宜过量太多的原因是___.(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___.(3)用图2所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+.①实验装置图中仪器A的名称为___.②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,___、静置、分液,并重复多次.(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3?3H2O的实验方案:边搅拌边向溶液中滴加氨水,___,过滤、用水洗涤固体2-3次,在50℃下干燥,得到MgCO3?3H2O.[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]. 化学
网友回答
【答案】 废渣主要成分为MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物,加入40%的硫酸酸溶,过量后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁以及硫酸铝,加入H2O2氧化亚铁离子,然后加入有机萃取剂萃取Fe3+,分液后可除去溶液中的Fe3+,分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+,可调节溶液pH至5<pH<8.5,可除去Al3+,又可防止生成Mg(OH)2,过滤后在滤液中加入碳酸钠溶液,可生成MgCO3沉淀,在50℃下干燥,得到MgCO3?3H2O.(1)加热,温度升高,可增大反应速率,即加快酸溶速率,但加入硫酸不能过多,避免制备MgCO3时消耗过多的碱而浪费原料,故答案为:加快酸溶速率;避免制备MgCO3时消耗过多的碱;(2)加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;(3)①由装置图可知仪器A为分液漏斗,用于萃取、分液,故答案为:分液漏斗;②萃取时,为使溶质尽可能被萃取,应充分振荡,以充分接触而分离,故答案为:充分振荡;(4)分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+,可调节溶液pH至5<pH<8.5,可除去Al3+,又可防止生成Mg(OH)2,过滤后在滤液中加入碳酸钠溶液,可生成MgCO3沉淀,静置,向上层清夜中滴加碳酸钠溶液,若无沉淀生成,说明已完全反应,过滤后,用水洗涤固体2-3次,在50℃下干燥,得到MgCO3?3H2O.故答案为:至5<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加碳酸钠溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清夜中滴加碳酸钠溶液,若无沉淀生成.
【问题解析】
废渣主要成分为MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物,加入40%的硫酸酸溶,过量后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁以及硫酸铝,加入H2O2氧化亚铁离子,然后加入有机萃取剂萃取Fe3+,分液后可除去溶液中的Fe3+,分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+,可调节溶液pH至5<pH<8.5,可除去Al3+,又可防止生成Mg(OH)2,过滤后在滤液中加入碳酸钠溶液,可生成MgCO3沉淀,在50℃下干燥,得到MgCO3?3H2O.以此解答该题. 名师点评 本题考点 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用 制备实验方案的设计 考点点评 本题考查物质的制备及混合物分离和提纯,明确流程中的方法和基本操作、发生的化学反应是解答的关键,要求学生具有分析和解决问题的能力,题目有利于培养学生的实验能力,题目难度较大.
【本题考点】
物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用 制备实验方案的设计 考点点评 本题考查物质的制备及混合物分离和提纯,明确流程中的方法和基本操作、发生的化学反应是解答的关键,要求学生具有分析和解决问题的能力,题目有利于培养学生的实验能力,题目难度较大.