Question

【題目】工業上以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備金屬鎂的實驗流程如下：

已知：一些金屬離子轉化為氫氧化物沉淀時溶液的pH如表所示

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
開始沉淀時	1.5	3.3	6.5	9.4
完全沉淀時	3.7	5.2	9.7

請回答：

(1)如果沒有過程①，后果是：__________________________________。

(2)上述流程中被循環使用的物質是：____________。

(3)濾渣2的主要成分為：____________；溶液2中的主要溶質為：_____________。

(4)通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時就認為沉淀完全，為保證Mg2+沉淀完全，過程②中控制溶液的pH至少為________。(保留小數點后一位)(已知Mg(OH)2的Ksp=2×10-11，lg2=0.3)

(5)已知MgCl2·6H2O受熱時發生水解：MgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O，過程③應該如何操作才能得到無水MgCl2？：_______________________________________________。

(6)寫出過程④中發生反應的化學方程式：_____________________________________。

(7)為測定菱鎂礦中鐵的含量。稱取12.5 g菱鎂礦樣品溶于過量的稀硫酸并完全轉移到錐形瓶中，用0.010 mol·L—1H2O2溶液進行滴定。平行測定4組，消耗H2O2溶液的體積數據記錄如下表所示。

實驗編號	1	2	3	4	平均值
消耗H2O2溶液的體積/mL	15.00	15.02	15.62	14.98

①根據表中數據，可計算出菱鐵礦中鐵的質量分數為__________%。(保留兩位小數)

②H2O2溶液應裝在__________ 滴定管中(填“酸式”或“堿式”)

③誤差

a．其它操作均正常，滴定終點時仰視讀數會導致所測結果_________。

b．滴定之前沒有排除滴定中的氣泡會導致所測結果_________。

Answer 1

【答案】無法除去Fe2+ Mg(OH)2 Fe(OH)3 (NH4)2SO4 11.2 在干燥氯化氫酸性氣流保護下加熱分解 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 0.13 酸式 偏高 偏高

【解析】

(1)過程①是用過氧化氫把Fe2+氧化為Fe3+，通過調節pH=4，生成氫氧化鐵沉淀；(2)根據流程圖，分析被循環使用的物質；(3)根據一些金屬離子轉化為氫氧化物沉淀時溶液的pH，調節pH=4，Fe3+可以完全生成氫氧化鐵沉淀；溶液1的主要成分是硫酸鎂，加入氨水生成氫氧化鎂沉淀和硫酸銨；(4)根據Mg(OH)2的溶度積常數計算 c(Mg2+)=1×10-5 mol·L-1時，c(OH-)的值。(5) 要得到無水MgCl2需要抑制MgCl2水解；(6過程④是電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣；(7) ① 根據計算鐵的質量分數；②H2O2溶液具有氧化性；③根據 分析誤差。

（1）過程①是用過氧化氫把Fe2+氧化為Fe3+，通過調節pH=4，生成氫氧化鐵沉淀，如果沒有過程①，無法除去Fe2+；(2)根據流程圖，被循環使用的物質是Mg(OH)2；(3)根據一些金屬離子轉化為氫氧化物沉淀時溶液的pH，調節pH=4，Fe3+可以完全生成氫氧化鐵沉淀，所以濾渣2的主要成分為Fe(OH)3；溶液1的主要成分是硫酸鎂，加入氨水生成氫氧化鎂沉淀和硫酸銨，過濾后得到的濾液2含有主要溶質為(NH4)2SO4；(4)根據Mg(OH)2的溶度積常數計算c(Mg2+) c2(OH-)=2×10-11， c(Mg2+)=1×10-5 mol·L-1時，c(OH-)=，c(H+)=，pH=-( =11.2，所以過程②中控制溶液的pH至少為11.2。(5) 在干燥氯化氫酸性氣流保護下加熱分解MgCl2·6H2O，才能得到無水MgCl2；(6)過程④是電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，反應方程式是MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑；(7)①實驗3誤差較大，不參與計算，消耗H2O2溶液體積的平均值為15.00mL，設菱鐵礦中鐵的質量分數為x；

112g 1mol

12.5x g 0.010 mol·L—10.015L

X=0.13%

②H2O2溶液具有氧化性，應裝在酸式滴定管中。③a．其它操作均正常，滴定終點時仰視讀數，消耗標準液體積偏大，會導致所測結果偏高。b．滴定之前沒有排除滴定中的氣泡，消耗標準液體積偏大，會導致所測結果偏高。