Question

【題目】硫酸鎂在醫(yī)療上具有鎮(zhèn)靜、抗攣等功效。以菱鎂礦(主要成分是MgCO3)為主要原料制備硫酸鎂的方法如下：

(1)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。

(2)步驟④中調(diào)節(jié)pH＝6.0～6.5的目的是_______________________________________。

(3)步驟⑤的操作為________________________________________________________。

(4)若要除去MgSO4溶液中的FeSO4應(yīng)先加________，再加入過量__________，過濾即可把雜質(zhì)除盡；請用離子方程式以及文字說明除雜原理___________________________________

(5)已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如表所示：

pH	<8.0	8.0～9.6	>9.6
顏色	黃色	綠色	藍(lán)色

25 ℃時(shí)，向Mg(OH)2的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液所呈現(xiàn)的顏色為____________(已知25 ℃時(shí) ，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 )。

Answer 1

【答案】2NH4++MgO==Mg2++2NH3↑+H2O 抑制Mg2+水解，以便得到較純的產(chǎn)品 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 過氧化氫 鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂) 利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+為轉(zhuǎn)化Fe(OH)3而除去 藍(lán)色

【解析】

(1)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的為硫酸銨和氧化鎂反應(yīng)生成氨氣、硫酸鎂和水；
(2)步驟④中將硫酸鎂溶液蒸發(fā)、結(jié)晶時(shí)，調(diào)節(jié)pH為弱酸性，抑制鎂離子的水解；
(3)根據(jù)溫度較高時(shí)會導(dǎo)致MgSO47H2O中的結(jié)晶水失去分析操作方法；
(4) 若要除去MgSO4溶液中的FeSO4應(yīng)先加過氧化氫，將Fe2+氧化為Fe3+，再加入過量鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)，利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+為轉(zhuǎn)化Fe(OH)3而除去；

(5) Mg(OH)2的飽和溶液中的溶度積計(jì)算飽和溶液中的氫氧根離子濃度，結(jié)合水溶液中離子積計(jì)算氫離子濃度計(jì)算pH，然后結(jié)合表中數(shù)據(jù)判斷溶液所呈現(xiàn)的顏色。

(1)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的為硫酸銨和氧化鎂反應(yīng)生成氨氣、硫酸鎂和水，反應(yīng)的離子方程式為2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O，
因此，本題正確答案是：2NH4++MgOMg2++2NH3↑+H2O；
(2)步驟④中將硫酸鎂溶液蒸發(fā)、結(jié)晶時(shí)，為了抑制鎂離子的水解，調(diào)節(jié)pH為弱酸性，使鎂離子的水解平衡逆向移動，得到純凈的硫酸鎂晶體，
因此，本題正確答案是:抑制Mg2+水解，以便得到較純的產(chǎn)品；
(3) MgSO47H2O在加熱條件下容易失去結(jié)晶水，無法得到純凈的MgSO47H2O，所以從硫酸鎂溶液中獲得MgSO47H2O的方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，
因此，本題正確答案是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
(4) 若要除去MgSO4溶液中的FeSO4應(yīng)先加過氧化氫，將Fe2+氧化為Fe3+，再加入過量鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)，利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+為轉(zhuǎn)化Fe(OH)3而除去；

因此，本題正確答案是：過氧化氫；鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)；利用 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入鎂粉(或 氧化鎂 或碳酸鎂或氫氧化鎂)消耗 Fe3+水解出的H+，促使平衡右移，使Fe3+為轉(zhuǎn)化Fe(OH)3而除去；

(5)25 ℃時(shí)，Mg(OH)2的溶度積Ksp＝5.6×10－12，根據(jù)反應(yīng)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)可得：c(Mg2+)c2(OH-)=5.6×10－12，
設(shè)c(OH-)=2 c(Mg2+)=x，則：0.5xx2=5.6×10－12，
計(jì)算得出：x=2.2410-4mol/L，c(H+)=mol/L=4.510-11mol/L，
溶液的pH=10.4>9.6，所以溶液呈藍(lán)色，
因此，本題正確答案是：藍(lán)色。