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卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如图:已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH
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卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如图:
![](https://www.zaojiaoba.cn/zhidao/pic/item/cf1b9d16fdfaaf51bdbc8b3a8f5494eef11f7ad3.jpg)
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
表2 化学试剂价格表
(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是______,原因是______.写出加入X发生反应的离子方程式______.选择______(试剂)来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+.
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是______.
(3)试剂Z应该是______.
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧.A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却.则B、C、D分别是______、______、______.
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已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 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 |
试剂 | 价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) | 450 |
双氧水(含H2O2,30%) | 2400 |
烧碱(含98% NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) | 600 |
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是______.
(3)试剂Z应该是______.
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是
MgCO3+H2O
Mg(OH)2↓+CO2↑
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MgCO3+H2O
Mg(OH)2↓+CO2↑
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(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧.A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却.则B、C、D分别是______、______、______.
▼优质解答
答案和解析
(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之,虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;
含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓,所以用可用K3[Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子,
故答案为:漂液;漂液比H2O2的价格低得多;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;K3[Fe(CN)6]溶液;
(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的PH,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高;为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度,
故答案为:使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;
(3)沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体,同时又生成沉淀物Mg(OH)2,则沉淀物B一定不是Mg(OH)2,所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱,
故答案为:纯碱;
(4)加入的Z物质为纯碱,所以生成的沉淀物B是MgCO3,所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解,生成Mg(OH)2和CO2气体,反应的化学方程式为:MgCO3+H2O
Mg(OH)2↓+CO2↑,
故答案为:MgCO3+H2O
Mg(OH)2↓+CO2↑;
(5)步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁,应该在耐高温的坩埚中进行,坩埚应该放在泥三角上,取用泥三角需要使用坩埚钳,冷却坩埚时需要放在石棉网上,所以A、B、C、D分别为:坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网,
故答案为:泥三角;坩埚钳;石棉网.
含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓,所以用可用K3[Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子,
故答案为:漂液;漂液比H2O2的价格低得多;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;K3[Fe(CN)6]溶液;
(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的PH,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高;为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度,
故答案为:使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;
(3)沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体,同时又生成沉淀物Mg(OH)2,则沉淀物B一定不是Mg(OH)2,所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱,
故答案为:纯碱;
(4)加入的Z物质为纯碱,所以生成的沉淀物B是MgCO3,所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解,生成Mg(OH)2和CO2气体,反应的化学方程式为:MgCO3+H2O
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故答案为:MgCO3+H2O
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(5)步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁,应该在耐高温的坩埚中进行,坩埚应该放在泥三角上,取用泥三角需要使用坩埚钳,冷却坩埚时需要放在石棉网上,所以A、B、C、D分别为:坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网,
故答案为:泥三角;坩埚钳;石棉网.
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