Question

【題目】MgSO4·7H2O是一種重要的化工原料，某研究性學習小組設計了利用菱鎂礦石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2)制取MgSO4·7H2O的實驗流程如下：

(1)過濾1的濾渣主要成分是____。

(2)氧化時發生反應的離子反應方程式為________________。

(3)操作1要經過____、____、過濾、洗滌、干燥等步驟才可得到產品。

(4)某MgSO4·7H2O產品中混有少量CaSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，可通過下列方法測定其純度:

Ⅰ.稱取待測樣品10.00 g，加水溶解配成 250 mL溶液A待用。

Ⅱ.取10 .00 mL溶液A，加入三乙醇胺溶液，加入少許氨水調節pH至7~8，再用0.02 mol·L-1 EDTA(H2Y2-)與之充分反應，共用去EDTA溶液84.00 mL。

Ⅲ.取25.00 mL溶液A，加入三乙醇胺溶液，再加入0.125 mol·L-1 NaOH溶液調節pH至12~13，用0.02 mol·L-1 EDTA與之充分反應，共用去EDTA溶液10.00 mL。

已知:

① Mg2+在pH=9.1時開始沉淀，pH=12.1時沉淀完全；Ca2+在pH=13.1時還未沉淀。

② Mg2++H2Y2-=MgH2Y、Ca2++H2Y2-=CaH2Y。

③ 在三乙醇胺的作用下其他雜質不與EDTA反應。

計算樣品中MgSO4·7H2O的質量分數__________(寫出計算過程)。

Answer 1

【答案】SiO2 Mn2++ClO+H2O═MnO2↓+Cl+2H+ 蒸發濃縮 冷卻結晶 98.4%

【解析】

菱鎂礦石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2)加稀硫酸浸取，過濾1得到濾液為硫酸錳、硫酸鎂溶液，過濾1的濾渣為SiO2；濾液中加入NaClO溶液發生反應Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+Cl-+2H+，將Mn2+氧化成MnO2沉淀；過濾2所得濾液為MgSO4和氯化銨溶液，將濾液通過操作1(蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等)得MgSO47H2O晶體，以此解答該題。

(1)酸浸過程中，只有SiO2不與稀硫酸反應，則濾渣1為SiO2；

(2)根據制備流程可知，加入NaClO溶液將Mn2+氧化成MnO2沉淀,該反應的離子方程式為：Mn2++ClO+H2O═MnO2↓+Cl+2H+；

(3)操作1從硫酸鎂、氯化銨溶液中得到MgSO47H2O晶體，操作方法為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等；雜質為氯化銨，通過檢驗洗滌液中是否含有氯離子即可判斷產品是否洗滌干凈，操作方法為：取最后一次洗滌液，滴加幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色混濁，則證明已洗滌干凈；

(4)由第Ⅱ步可知：10mL溶液A消耗n(EDTA)=0.02molL1×0.084L=0.00168mol，則n(Mg2+)+n(Ca2+)=0.00168mol，則25mL溶液A中含有Mg2+、Ca2+的總物質的量為：0.00168mol×=4.2×103mol，由第Ⅲ步可知：25mL溶液A中：

n(MgSO47H2O)=4.2×103mol2×104mol=4×103mol，250 mL溶液A中n(MgSO47H2O)= 4×103mol×=4×102mol，,則樣品中MgSO47H2O的質量分數為：×100%=98.4%。