硅酸盐在地壳中分布很广,可用蛭石生产硫酸镁和氢氧化镁。某地蛭石的主要成分是[(Mg
2.36Fe
0.48Al
0.16)(Si
2.72Al
1.28)O
10(OH)
2] ·[Mg
0.32(H
2O)
0.42],还含有少量杂质FeO。
实验步骤如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用硫酸浸泡蛭石矿粉,过滤,将滤液结晶得到粗硫酸镁。
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol·L
—1H
2O
2溶液,再加试剂A调节溶液pH,并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ得的溶液中加入过量氨水。
一些金属离子转化为氢氧化物沉淀时溶液的pH如表1所示
表1
| Fe3+
| Al3+
| Fe2+
| Mg2+
|
开始沉淀时
| 1.5
| 3.3
| 6.5
| 9.4
|
完全沉淀时
| 3.7
| 5.2
| 9.7
|
|
请回答:
(1)在步骤Ⅱ中加H
2O
2溶液的目的是___________。调节溶液pH的范围是______________。试剂A的最佳选择是_________(填字母序号)。
A、MgO B、Na
2CO
3 C、蒸馏水 D、稀硫酸
(2)测定粗硫酸镁中Fe
2+的含量。称取12.3g粗硫酸镁样品溶于水形成溶液,完全转移到锥形瓶中,加稀硫酸酸化,滴加几滴黄色铁氰化钾K
3[Fe(CN)
6]溶液,用0.010 mol·L
—1H
2O
2溶液进行滴定。平行测定4组,消耗H
2O
2溶液的体积数据记录如表2所示。
表2
实验编号
| 1
| 2
| 3
| 4
| 平均值
|
消耗H2O2溶液的体积/mL
| 12.49
| 12.50
| 13.62
| 12.51
|
|
①K
3[Fe(CN)
6]与Fe
2+反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,请写出反应的离子方程:________。
②反应达到终点时的标志是_________________________________________________。
③根据表2数据,可计算出粗硫酸镁样品中含有Fe
2+_______________mol。
(3)工业上常以Mg
2+的转化率为考查指标来确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为_________________________。
②已知25℃时,Mg(OH)
2和Ca(OH)
2的K
sp分别为2×10
-11和4.7×10
—6。若用石灰乳替代氨水,__________(填“能”或“不能”)制氢氧化镁,理由是_____________________________。
③通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10
-5 mol·L
-1时就认为沉淀完全,Mg
2+完全沉淀时溶液的pH为________。(保留小数点后一位)(已知lg2=0.3)