Question

10．硼鎂泥是一種工業廢料，主要成分是MgO，還有CaO、MnO、Fe₂O、FeO、Al₂O₃，、SiO₂等雜質，以此為原料制取的硫酸鎂可用于印染、造紙、醫藥等工業．從硼鎂泥中制取MgSO₄•7H₂O的工藝流程如下：

已知：NaClO與Mn²⁺反應產生MnO₂沉淀．

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

（1）實驗中需用1.00mol•L^-1的硫酸80.0ml．若用98%的濃硫酸配制，除量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有燒杯、100mL容量瓶．
（2）濾渣的主要成分除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還有MnO₂、SiO₂．
（3）“操作I”的主要操作為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌．
（4）寫出加入NaClO時，溶液中氧化還原反應的離子方程式Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-、2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（5）已知：溶液的pH＞3時，鋁元素有多種存在形態，如A1³⁺、[Al（OH）]²⁺、[Al（OH）₂]⁺等，各形態之間可相互轉化，寫出該溶液中[Al（OH）]²⁺轉化為[Al（OH）₂]⁺的離子方程式[Al（OH）]²⁺+H⁺=[Al（OH）]⁺+H₂O．
（6）某同學為探究Ag⁺和Fe²⁺反應，按如圖連接裝置并加入藥品（鹽橋中的物質不參與反應），發現電壓表指針偏移．電子由石墨經導線流向銀．放置一段時間后，向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，發現電壓表指針的變化依次為：偏移減小-回到零點-逆向偏移．則電壓表指針逆向偏移后，銀為負極（填“正”或“負”）．由實驗得出Ag⁺和Fe²⁺反應的離子方程式是Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag．

Answer 1

分析 （1）配制硫酸溶液需要用到燒杯、量筒、玻璃棒、容量瓶以及膠頭滴管等容器；
（2）加入的NaClO可與Mn²⁺反應生成MnO₂，SiO₂不反應，則濾渣的主要成分除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還含有MnO₂、SiO₂，
（3）溶液經蒸發、濃縮、結晶、過濾后可得到晶體；
（4）溶液中含有Mn²⁺、Fe²⁺，具有還原性，可與NaClO發生氧化還原反應；
（5））[Al（OH）]²⁺與H⁺結合，可轉化為[Al（OH）]⁺；
（6）向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，和乙池組成原電池，發現電壓表指針的變化依次為，偏移減小→回到零點→逆向偏移，證明銀做原電池負極，發生的反應為鐵離子氧化為銀；實驗可知銀離子具有強氧化性氧化亞鐵離子為鐵離子．

解答 解：（1）配制硫酸溶液需要用到燒杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶以及膠頭滴管等容器，
故答案為：燒杯、100mL容量瓶；
（2）加入的NaClO可與Mn²⁺反應生成MnO₂，SiO₂不反應，則濾渣的主要成分除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃外，還含有MnO₂、SiO₂，
故答案為：MnO₂、SiO₂；
（3）溶液經蒸發、濃縮、結晶、過濾后可得到晶體，故答案為：過濾（或過濾洗滌）；
（4）溶液中含有Mn²⁺、Fe²⁺，具有還原性，可與NaClO發生氧化還原反應，反應的離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案為：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（5）[Al（OH）]²⁺與H⁺結合，可轉化為[Al（OH）]⁺，離子方程式為[Al（OH）]²⁺+H⁺=[Al（OH）]⁺+H₂O，
故答案為：[Al（OH）]²⁺+H⁺=[Al（OH）]⁺+H₂O；
（6）向甲燒杯中逐漸加入濃Fe₂（SO₄）₃溶液，和乙池組成原電池，發現電壓表指針的變化依次為，偏移減小→回到零點→逆向偏移，依據電子流向可知乙池中銀做原電池負極，發生的反應為鐵離子氧化為銀生成亞鐵離子；由實驗現象得出，Ag⁺和Fe²⁺反應生成鐵離子和金屬銀，反應的離子方程式是Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag；
故答案為：負；Fe²⁺+Ag⁺?Fe³⁺+Ag．

點評 本題考查物質的制備、除雜，涉及物質的檢驗以及沉淀的轉化等知識，題目較為綜合，有一定難度，本題注意要認真分析題中數據，考查學生的分析能力．