Question

“卤块”的主要成分为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或PH值控制可参考下列附表确定

轻质氧化镁生产工艺流程图
表1  生成氢氧化物沉淀的PH值

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3 Fe（OH）2 Mn（OH）2 Mg（OH）2	2．7 7．6 8．3 9．6	3．7 9．6 9．8 11．1

*）注：Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常常将它氧化成为Fe³⁺，生成
Fe（OH）₃沉淀而去除之。
表2   化学试剂价值表

试剂	价格（元/t）
漂液（含NaClO25.2%） H2O2（30%） NaOH（固98%） Na2CO3（固99.5%） 卤块（MgCl2，30%）	450 2400 2100 600 310

请填写以下空白：
（1）在步骤②加入的试剂X，最佳选择应是      ，其作用是      。
（2）步骤③加入的试剂Y应是      ；之所以要控制pH=9.8，其目的是      。
（3）在步骤⑤时发生的化学反应方程式是：       

Answer 1

（l）漂液，使Fe²⁺Fe³⁺
（2）NaOH使杂质离子（Fe³⁺、Mn²⁺）沉淀完全又尽量减少Mg²⁺损失
（3）

 在题目第一段阅读中要明确试题要求：（1）由卤块（含杂质的MgCl₂）制得“轻质氧化镁”（不含杂质Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺离子）（2）成本较低。在阅读观察工艺流程图要明确：（3）杂质离子在步骤③加入Y（NaOH）强调PH＝9．8除（成为 Fe（OH）₃、Mn（OH）₂沉淀）（4）步骤④、⑤、⑥是由MgCl₂（含Na⁺）到轻质氧化镁的转化、制备过程。（3）通过逆向思维：MgOMg（OH）₂MgCO₃。因此步骤③所得滤液中应加Z是Na₂CO₃（步骤④）所得沉淀物为MgCO₃，经过步骤⑤在水中煮沸，MgCO₃水解生成 Mg（OH）₂，并放出CO₂气体。
在阅读附表1时需结合试题分析（5）在步骤②需加氧化剂使Fe²⁺转化为Fe³⁺以便沉淀完全容易除去。（6）步骤③控制PH＝9．8是为了使Mn（OH）₂沉淀完全，虽然Mg（OH）₂已开始沉淀会影响产率，但保证了产品纯度，且原料卤块价格比较低廉。（7）在阅读附表2时可以从成本较低的角度考虑步骤②
本题结合工业生产实际考查无机化合物（轻质氧化镁）的转化生成、分离、提纯问题。涉及了金属元素（Mg、Fe、Mn）及其化合物相互转化的知识和信息加工、迁移能力，逻辑推理和逆向思维能力。