硼鎂泥是一種工業(yè)廢料,主要成份是MgO(占40%),還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)。以硼鎂泥為原料制取的硫酸鎂,可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

根據(jù)題意回答下列問題:
(1)在酸解過程中,想加快酸解速率,請?zhí)岢鰞煞N可行的措施__________、______________。
(2)濾渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,還有              。
(3)加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀,該反應(yīng)的離子方程式是                     。在調(diào)節(jié)pH、發(fā)生水解之前,還有一種離子也會被NaClO氧化,該反應(yīng)的離子方程式為               。
(4)如何檢驗濾液中Fe3+是否被除盡,簡述檢驗操作                                                                                。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

溫度(℃)
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
 
“除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),簡要說明除鈣的操作步驟                  、                   。
(6)現(xiàn)有l(wèi).60 t硼鎂泥,生產(chǎn)MgSO4·7H2O,若生產(chǎn)過程的產(chǎn)率為50%,則能生產(chǎn)出MgSO4·7H2O產(chǎn)品      t (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(H:1  O:16  Mg:24  S:32)

(1)升溫、把硼鎂泥粉碎、攪拌等(2分) (2)SiO2(2分)
(3)Mn2+ + ClO- + H2O ==  MnO2↓ + 2H+ + Cl-(2分) 2Fe2+ + ClO- + 2H+ ="=" 2Fe3+ + Cl- + H2O(2分)
(4)取少量濾液于試管中,向其中幾滴硫氰化鉀溶液,如果溶液不變紅色,說明濾液中不含F(xiàn)e3+;如果溶液變紅色,說明濾液中含F(xiàn)e3+。     (3分)
(5)蒸發(fā)濃縮(結(jié)晶),趁熱過濾     (2分)   (6)1.97  (3分)

解析試題分析:(1)此處主要考查反應(yīng)速率的影響因素,所以要想加快酸溶解速率可以從外因濃度、溫度、接觸面積等考慮,所以答案可以是升溫、把硼鎂泥粉碎、攪拌等。
(2)由于該硼鎂泥的成分有MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等物質(zhì),所以酸溶后生成的陽離子有Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+ ,不溶的有SiO2,加入氧化物NaClO后Fe2+ 被氧化為Fe3+,Mn2+ 被氧化為MnO2 ,所以調(diào)節(jié)pH至5—6,陽離子發(fā)生沉淀,生成的沉淀有Fe(OH)3、Al(OH)3,所以濾渣的所有成分為Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2 。
(3)加入氧化劑NaClO,Mn2+、Fe2+均能夠被其氧化,發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)所給的產(chǎn)物形式,根據(jù)氧化還原反應(yīng)缺項配平法,先把發(fā)生化合價變化的離子和物質(zhì)寫出,然后再根據(jù)電子得失守恒配平,再用電荷守恒和原子守恒配平所缺物質(zhì)。所以離子方程式為:Mn2+ + ClO- + H2O ==  MnO2↓ + 2H+ + Cl-(2分) 2Fe2+ + ClO- + 2H+ ="=" 2Fe3+ + Cl- + H2O。
(4)檢驗Fe3+ 的方法是加入KSCN,利用顯色反應(yīng)檢驗,所以可以向溶液中加入硫氰化鉀溶液檢驗溶液中是否存在三價鐵離子,方法為:取少量濾液,向其中加入硫氰化鉀溶液,如果溶液不變紅色,說明濾液中不含F(xiàn)e3+;如果溶液變紅色,說明濾液中含F(xiàn)e3+。
(5)由溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的溶解度影響可看出,溫度越高,硫酸鈣溶解度越小,可以采用蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾方法除去硫酸鈣;操作I”是將濾液繼續(xù)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,再經(jīng)過過濾,便得到了MgSO4?7H2O,故答案為:蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾;過濾(或過濾洗滌);
(6)100g硼鎂泥中氧化鎂的物質(zhì)的量為:1.6×106g×40%×50%÷40g/mol=8×103mol,根據(jù)鎂原子守恒,生成MgSO4?7H2O的物質(zhì)的量為8×103mol,質(zhì)量為246g/mol×8×103mol=1.968×106g≈1.97t,MgSO4?7H2O的質(zhì)量為1.97t。
考點:本題考查的是化工流程類的推斷,涉及反應(yīng)速率、氧化還原反應(yīng)、離子檢驗、離子沉淀、實驗基本操作、計算等知識,考查范圍廣、綜合性強(qiáng)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下:

(1)溴在周期表中位于    周期    族。 
(2)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是                                                                            
(3)步驟④利用了SO2的還原性,反應(yīng)的離子方程式為                                                         
(4)步驟⑥的蒸餾過程中,溫度應(yīng)控制在80~90 ℃,溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請解釋原因                                                                                                         。 
(5)步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用它們的密度相差很大的特點進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是                                                       。 
(6)步驟①、②之后并未直接用“含Br2的海水”進(jìn)行蒸餾得到液溴,而是經(jīng)過“空氣吹出”“SO2吸收”“氧化”后再蒸餾,這樣操作的意義是                                                                             。 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

下面是提純大理石(主要雜質(zhì)是氧化鐵)的流程圖:

按要求回答下列問題:
(1)在工業(yè)生產(chǎn)中,將塊狀大理石磨成粉末,并在反應(yīng)池中安裝攪拌機(jī)。目的是________。由濾液B得到晶體B,操作過程包括___________(填操作名稱)、冷卻結(jié)晶。
(2)操作Ⅱ中A物質(zhì)最好應(yīng)選擇___________(填化學(xué)式),在該過程中要隨時測定pH,在實驗室中用pH試紙測定溶液pH的操作是______________________________。
(3)檢驗Fe3+已完全生成Fe(OH)3沉淀的方法是________________________________。
(4)寫出大理石溶解時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______________;_________________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

從固體混合物A出發(fā)可以發(fā)生如下框圖所示的一系列變化:

(1)在實驗室中常用反應(yīng)①制取氣體C。若要收集氣體C,可選擇下圖裝置中的     (填字母)

A                B                C
(2)操作②的名稱是      ,在操作②中所使用的玻璃儀器的名稱是                 。
(3)寫出下列反應(yīng)的方程式:
反應(yīng)①的化學(xué)方程式                                         
反應(yīng)③的化學(xué)方程式                                        
(4)在實驗室中,要獲得干燥純凈的黃綠色氣體F, 可以將它通過下圖中的裝置,其中瓶I中盛放的
             ,瓶II中盛放的是          

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于工業(yè)生產(chǎn)的漂白及消毒。
下圖是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下:
① ClO2沸點低易氣化;濃度較高的ClO2氣體易分解爆炸。
② NaClO2溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O。

(1).在ClO2發(fā)生器中通入SO2的同時鼓入空氣,其作用是________(填序號)。
A.將SO2氧化成SO3,增強(qiáng)酸性
B.稀釋ClO2以防止爆炸
C.將NaClO3氧化成ClO2
(2)為確保H2O2充分參與反應(yīng),吸收塔內(nèi)溫度不宜較高,其原因是______________。
(3)160 g·L-1 NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為______________,在實驗室若要配制450mL該物質(zhì)的量濃度NaOH溶液,應(yīng)稱取NaOH的質(zhì)量為__________克。
(4)寫出吸收塔內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________。
(5)從濾液中得到NaClO2·3H2O粗晶體的實驗操作依次是____________(填序號)。
A.蒸餾      B.蒸發(fā)      C.灼燒      D.過濾      E.冷卻結(jié)晶
要得到更純的NaClO2·3H2O晶體必須進(jìn)一步的操作是________(填操作名稱)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

化學(xué)實驗研究的常用方法,

A.蒸餾B.萃取C.過濾D.結(jié)晶 E.分液 F.紙上層析,請?zhí)羁眨ㄌ钭帜福?/tr>
分離墨水中的染料的方法             
用四氯化碳提取溴水中的溴單質(zhì)的方法             ;
分離乙酸(沸點118℃)與乙酸乙酯(沸點77.1℃)的方法             ;
從含有少量氯化鈉的硝酸鉀溶液中提取硝酸鉀的方法             。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

NaCl溶液中混有Na2SO4、CaCl2溶液和淀粉膠體,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒◤闹刑峒兂鯪aCl晶體。相應(yīng)的實驗過程如下:

(1)寫出上述實驗過程中所用試劑(寫化學(xué)式):
試劑①_______________________;試劑③________________________。
(2)判斷試劑①已過量的方法是:________________________________________。
(3)用化學(xué)方程式表示加入試劑②的作用:
                                                                          
(4)操作①是利用半透膜進(jìn)行分離提純。
操作①的實驗結(jié)果:淀粉        (填“能”或“不能”)透過半透膜;
SO42-         (填“能”或“不能”)透過半透膜;
請用實驗證明上述結(jié)果,完成下表(可不填滿,也可增加):
限選試劑:1mol/L AgNO3溶液、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(NO3)2溶液、
碘水、稀鹽酸、稀硝酸

編號
實驗操作
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論

 
 

 
 
 
 
 
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

選擇下列物質(zhì)分離和檢驗方法,將其選項填在橫線上。

A.萃; B.升華; C.結(jié)晶; D.分液;E.蒸餾;F.層析;G.過濾
(1)分離飽和食鹽水與沙子的混合物          。
(2)從硝酸鉀和氯化鈉的混合液中獲得硝酸鉀          
(3)分離水和汽油的混合物          。
(4)分離酒精(沸點為78.1℃)和甲苯(沸點為110.6℃)兩種互溶液體         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(4分)除雜(括號內(nèi)為雜質(zhì))

序號
物質(zhì)
除雜試劑
(1)
CO2(HCl)
 
(2)
Fe2O3(Al2O3
 
(3)
NaCl溶液(MgCl2
 
(4)
NO氣體(NO2
 
 

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同步練習(xí)冊答案