实验十一 从“盐泥”制取七水合硫酸镁
【实验目的】
1. 了解以“盐泥”为原料，制取七水合硫酸镁的原理和方法。
2. 初步了解七水合硫酸镁的性质和用途。
3. 进一步熟练用酸溶解原料、除杂、蒸发、结晶、过滤等基本操作。
【实验原理】
七水合硫酸镁是一种无色、无嗅、有苦咸味、易风化的晶体或白色粉末，易溶于水，其水溶液呈中性，医药上俗称“泻盐”。
七水合硫酸镁在超过48℃的干燥空气中，会失去一个结晶水，成为六水合硫酸镁；温度再升至200℃以上，会失去全部结晶水，成为无水硫酸镁。
七水合硫酸镁在印染、造纸、医药等工业中有广泛的应用，还可用于制革、肥料、化妆品和防水材料等。
本实验使用“盐泥”作原料制取七水合硫酸镁。
“盐泥”是一种化工废弃物，含约40%的33CaCO MgCO •，以它制取七水合硫酸镁既可有效地利用资源，变废为宝，又可消除对环境的污染，有一定的环境、经济效益。
用“盐泥”制备七水合硫酸镁的方法主要包括以下步骤。
1. 酸解
盐泥用硫酸溶解，其主要反应如下
O H 2CO CaSO MgSO SO H 2CaCO MgCO 22444233+↑+↓+=+⋅
铁等杂质也会随反应一同溶解。
为使酸解完全，加入硫酸的量应加以控制，使反应后浆液的pH 值为1左右。
此时，碳酸镁转化为硫酸镁溶于溶液中、碳酸钙则转化为硫酸钙沉淀，留在残渣中。
由于硫酸钙的溶解度较大，所以仍有少量的钙离子残存于溶液中。
2. 除杂
在盐泥的酸解浆液中，主要杂质为+3Fe 、+2Fe 、+2Ca 等离子，本实验采用加入氧化剂(2
2O H 或3KClO )、调节浆液pH 值和煮沸浆液的方法、除去这些杂质。
首先用氧化剂将+2Fe 氧化为+3Fe
O H 2Fe 2H 2O H Fe 223222+=+++++
或 +-++++++=++K Cl O H 3Fe 6H 6KClO Fe 62332
然后，在pH ≈ 1的浆液中加入少量盐泥，调节pH 值至接近6，使+
3Fe 发生水解 +++↓=+H 3)OH (Fe O H 3Fe 323
由反应式可见，随水解的进行浆液的酸度会不断增大，所以必须不断地添加盐泥，同时用力搅拌，以维持浆液的pH 值，使水解反应进行完全，将杂质铁完全除去。
浆料中+2Ca 在-24SO 存在下，可形成4CaSO 沉淀，它的溶解度随温度升高而降低，所以，将
浆液煮沸，趁热过滤，可同时除去+2Ca
、+3Fe 。
母液经浓缩，冷却，结晶，可得到纯度较高的七
水合硫酸镁产品。
【仪器和药品】
仪器：烧杯（50mL ，100mL ），玻棒，布氏漏斗（20mm ，60mm ），抽滤瓶（10mL ，125mL ），蒸发皿（50mm ），加热装置，小试管（10mm×75mm ）。
药品：盐泥，42SO H (3.0mol·L -1)，22O H (3.0mol·L -1)，KSCN (1.0mol·L -1)，HCl (2.0mol·L -1)，
NaOH (2.0mol·
L -1)，2BaCl (1.0mol·L -1)，镁试剂（对硝基偶氮间苯二酚）溶液，4224O C )NH ((0.5mol·L -1)，pH 试纸。
【实验步骤】
1. 酸解
称取干燥“盐泥”5.0g 于100mL 烧杯中，加入30mL 水，缓慢滴加5.0mL3.0mol·L -142SO H 溶液，不断搅拌。
由于反应激烈放出大量2CO 气体，所以滴加硫酸的速度要慢，以免使浆料冒出，造成损失，甚至导致实验失败。
在反应进行到基本无气泡产生时，继续加热煮沸20min 使反应进行完全，得酸解浆液。
检验浆液的酸度，这时应为pH≈1。
2. 氧化除杂
将酸解浆液适当加热，在不断搅拌下慢慢补加“盐泥”(以减量法计量)，调节浆液的pH 值接近6，然后加热煮沸至无气泡冒出为止（所用盐泥与前合计，以便计算产量。
由于加热过程蒸发失水，需适当补加，使浆液总体积维持在50mL 左右）。
再加入3%22O H 约3mL ，继续加热煮沸5min 促使水解完全。
趁热减压过滤，再用5mL 沸水洗涤滤渣，收集滤液和洗水于蒸发皿中，检查溶液中+3Fe 是否除净（取滤液0.5mL ，用2滴3.0mol·L -1硫酸酸化，加入1滴1.0mol·L -1KSCN ，如溶液近无色，说明+3Fe 已洗净）。
若未除净，需再次除铁。
(如何操作？)
3. 浓缩、结晶
将收集到蒸发皿中的滤液置于蒸气浴中(或酒精灯上)，加热浓缩至表面明显出现晶膜为止（注意加热时火力不应太大，以防止溶液暴沸而溅出）。
取下蒸发皿，室温下冷却结晶，然后减压抽滤，称量，计算产率。
4. 产品的定性鉴定
取产品的一半量，溶于2mL 蒸馏水中，所得溶液进行产品的定性鉴定。
(1) 硫酸根离子
取2滴产品溶液于小试管中，加入2滴2.0mol·L -1HCl 和1滴1.0mol·L -12BaCl 溶液，观察有无白色沉淀生成。
(2) 镁离子
取2滴产品溶液于小试管中，加入2滴2.0mol·L -1NaOH 溶液使溶液呈碱性，再加入1滴镁试剂(对硝基偶氮间苯二酚)，如有蓝色沉淀产生，表示有+2Mg
存在。
(3) 钙离子
取2滴产品溶液于小试管中，加入1滴0.5mol·L -14224O C )NH (溶液，观察有无42O CaC 沉淀生成。
(4) 铁离子
取2滴产品溶液于小试管中，加入2滴0.1mol·L -1KSCN 溶液，观察溶液颜色的变化。
根据以上实验结果，说明产品的组成。
【注释】在盐泥中，33CaCO MgCO •占总量的40%；在33CaCO MgCO •中，3MgCO 约占45%（但不同来源的盐泥其组分不同，理论产量应以实用盐泥计）。
【思考题】
1. 从“盐泥”中提取七水合硫酸镁的基本原理是什么？
2. 本实验的主要工艺条件是什么？它们的理论依据是什么？可用什么方法把主要杂质铁和钙除去？
3. 酸解、浓缩、蒸发时应注意些什么？为什么？ %100(%)⨯=理论产量实际产量产率。