Question

8．硼鎂泥是硼鎂礦（主要成分：MgO•B₂O₃）生產(chǎn)硼砂（Na₂B₄O₇）的廢渣，生產(chǎn)原理如下：2MgO•B₂O₃+Na₂CO₃+CO₂=Na₂B₄O₇+2MgCO₃．硼鎂泥中的MgCO₃是寶貴的鎂資源．某研究小組以硼鎂泥為原料提取MgSO₄•7H₂O，設(shè)計(jì)了如下流程圖：

各離子開始沉淀和完全沉淀的pH值

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
開始沉淀～沉淀完全的pH	2.7～4.1	3.7～5.2	7.5～9.6	8.6～10.1	9.6～11.1

請回答下列問題：
（1）步驟①可在如圖裝置中進(jìn)行，儀器A的名稱是三頸燒瓶；

（2）本實(shí)驗(yàn)中多次用到抽濾，相比普通過濾，抽濾的優(yōu)點(diǎn)是速度快、得到的濾渣較干燥；
（3）步驟②中加硼鎂泥的作用是消耗多余的硫酸使pH增加到5～6，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀，NaClO的作用是氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
（4）步驟③趁熱過濾的目的是防止析出MgSO₄•7H₂O該過程中溫度應(yīng)控制在80℃左右；
（5）步驟④的具體操作：當(dāng)出現(xiàn)晶膜時(shí)即停止加熱，其原因是防止MgSO₄•7H₂O失去結(jié)晶水．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常見儀器的結(jié)構(gòu)分析；
（2）根據(jù)抽濾的特點(diǎn)分析；
（3）操作②加入硼鎂泥可以消耗多余的硫酸，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；Fe²⁺、Mn²⁺在pH較小時(shí)不能形成沉淀，所以加氧化劑轉(zhuǎn)化為易分離的物質(zhì)；
（4）溫度太低會析出晶體；由圖2可知硫酸鎂在80℃左右溶解度最大；
（5）加熱溶液當(dāng)出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱，防止溫度過高使MgSO₄•7H₂O失去結(jié)晶水．

解答 解：（1）根據(jù)圖1可知該儀器為三頸燒瓶，故答案為：三頸燒瓶；
（2）抽濾屬于減壓過濾，過濾時(shí)速度快，得到的固體較干燥，故答案為：速度快、得到的濾渣較干燥；
（3）已知Fe³⁺形成沉淀的pH范圍是2.7～4.1，Al³⁺形成沉淀的PH范圍是3.7～5.2，所以操作②加入硼鎂泥可以消耗多余的硫酸，調(diào)節(jié)pH，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；由表中數(shù)據(jù)可知Fe²⁺、Mn²⁺在pH較小時(shí)不能形成沉淀，所以加氧化劑將其轉(zhuǎn)化為易分離的物質(zhì)，所以加入NaClO的作用是，氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
故答案為：消耗多余的硫酸使pH增加到5～6，促使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
（4）由圖2可知硫酸鎂在80℃左右溶解度最大所以該過程中溫度應(yīng)控制80℃左右，溫度太低會析出晶體，所以要趁熱過濾，
故答案為：防止析出MgSO₄•7H₂O；80；
（5）加熱溶液當(dāng)出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱，然后冷卻使硫酸鎂結(jié)晶析出，如果繼續(xù)加熱會因?yàn)闇囟冗^高使MgSO₄•7H₂O失去結(jié)晶水，而得不到硫酸鎂晶體，
故答案為：出現(xiàn)晶膜；防止MgSO₄•7H₂O失去結(jié)晶水．

點(diǎn)評 本題以物質(zhì)的制備為背景，涉及實(shí)驗(yàn)操作、物質(zhì)的分離等知識點(diǎn)，注意閱讀題給信息并充分利用信息進(jìn)行解答，難度較大．