Question

【題目】某同學以一種工業廢渣（主要成分為MgCO3和少量C、Al2O3、FeSO4等）為原料制備MgCO3·3H2O，其設計的實驗流程如下：

（1）質量分數為30%的稀硫酸（密度是1.176 g·cm－3）的物質的量濃度為__________。

（2）濾渣的化學式為________；操作X的名稱為__________，該操作需要的玻璃儀器是___________。

（3）已知：在下列實驗中，當溶液中pH=8.5時，Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0時，Al(OH)3沉淀完全。請補充完整由操作X得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，________，過濾、用水洗滌固體2-3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

Answer 1

【答案】3.6 mol·L－1 C 萃取、分液 分液漏斗、燒杯 至pH介于5.0~8.5之間，過濾，向濾液中滴加Na2CO3溶液至Mg2+完全沉淀

【解析】

由流程圖可知，向工業廢渣中加入30%硫酸，MgCO3和Al2O3與硫酸反應溶解，FeSO4溶解，C不反應，則過濾后得到含有鎂離子、鋁離子和亞鐵離子的濾液和碳濾渣；向濾液中加入氧化劑，將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入有機溶劑，萃取分液除去溶液中的鐵離子，得到含有鎂離子、鋁離子的水溶液，向水溶液中溶液中滴加氨水，控制溶液pH在5.0~8.5之間除去鋁離子，過濾，向濾液中滴加Na2CO3溶液至Mg2+完全沉淀過濾、用水洗滌固體2-3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

（1）由c=可得質量分數為30%的稀硫酸（密度是1.176 g·cm－3）的物質的量濃度為=3.6mol/L，故答案為：3.6mol/L；

（2）由分析可知，濾渣為不溶于水，不能與30%硫酸反應的碳，化學式為C；操作X的目的為加入有機溶劑，萃取分液除去溶液中的鐵離子，分液用到的儀器：分液漏斗、燒杯；故答案為：C；萃取、分液；分液漏斗、燒杯；

（3）由當溶液中pH=8.5時，Mg(OH)2開始沉淀，pH=5.0時，Al(OH)3沉淀完全可知，由操作X得到的水溶液制備MgCO3·3H2O時，應先加入氨水控制溶液pH在5.0~8.5之間除去鋁離子，過濾，向濾液中滴加Na2CO3溶液至Mg2+完全沉淀過濾、用水洗滌固體2-3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O，故答案為：至pH介于5.0~8.5之間，過濾，向濾液中滴加Na2CO3溶液至Mg2+完全沉淀。