蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下:

(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后,溶液里除了Mg2外,還含有的金屬離子是__________________。

(2)進行Ⅰ操作時,控制溶液pH=7~8(有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表)。

氫氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

開始沉淀pH

1.5

3.3

9.4

Ca(OH)2不能過量,若Ca(OH)2過量可能會導(dǎo)致________溶解、________沉淀。

(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料,先向沉淀物A中加入_____________________ ___________________________________________________(填入物質(zhì)的化學(xué)式),

然后______________________________________________________________________(依次填寫實驗操作名稱)。

(4)物質(zhì)循環(huán)使用,能節(jié)約資源。上述實驗中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________(填寫物質(zhì)化學(xué)式)。

(5)現(xiàn)設(shè)計一個實驗,確定產(chǎn)品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、bc的值,請完善下列實驗步驟(可用試劑:濃硫酸、堿石灰):

①樣品稱量

②高溫分解

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤MgO稱量

(6)18.2 g產(chǎn)品完全分解后,產(chǎn)生6.6 g CO2和8.0 g MgO,由此可知,產(chǎn)品的化學(xué)式中:

a=________,b=________,c=________。

 

【答案】

(1)Fe3、Al3  (2)Al(OH)3 Mg(OH)2

(3)NaOH[或Ca(OH)2] 過濾、洗滌、灼燒       (4)CO2(或CaCO3)

(5)用濃硫酸吸收水蒸氣 稱量堿石灰吸收CO2前后的質(zhì)量    (6)3 1 3

【解析】

試題分析:(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgO+2HCl=MgCl2+H2O,F(xiàn)e2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。SiO2不與鹽酸反應(yīng),以固體形式先除去,因此,溶液中除了Mg2+外,還有的金屬離子是Al3+和Fe3+。

(2)這時溶液中的Fe3+、Al3+是雜質(zhì),但除去Fe3+、Al3+的過程中一定不能將Mg2+損失,為了達(dá)到這個目的,根據(jù)題中提示應(yīng)用的原理是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+和Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,只要加入一種能消耗H+的物質(zhì)即可使上述水解平衡向正反應(yīng)方向移動,除去Fe3+、Al3+,該方案使用加Ca(OH)2的方法,但此步加入Ca(OH)2不能太多,需將溶液的pH控制在7~8。若pH小于7,Al3+不能完全沉淀;若pH過高導(dǎo)致生成的Al(OH)3又發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O而溶解,同時Mg2+也轉(zhuǎn)化為沉淀而損失。

(3)制純凈Fe2O3,應(yīng)先將其中含有的少量Al(OH)3除去,除去Al(OH)3的方法是利用它能溶于強堿的性質(zhì)。

(4)此過程中CO2是可以重復(fù)使用的。

(5)實驗?zāi)康氖谴_定堿式碳酸鎂組成的方案,其反應(yīng)原理是aMgCO3?bMg(OH)2?cH2O(a+b)MgO+aCO2↑+(b+c)H2O↑,需要測定的數(shù)據(jù)是①樣品質(zhì)量;②MgO質(zhì)量;③生成CO2的質(zhì)量(或體積);④生成水的質(zhì)量。

(6)m(樣品)=18.2g,m(CO2)=6.6g,m(MgO)=8.0g,根據(jù)質(zhì)量守恒得

m(H2O)=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g

則m(MgO)==0.2mol

n(CO2)==0.15mol

n(H2O)==0.2mol

即a∶b∶c=0.15∶0.05∶0.15=3∶1∶3

所以a=3、b=1、c=3

考點:考查物質(zhì)的分離和提純、化學(xué)工藝流程、實驗方案設(shè)計和化學(xué)計算

點評:該題是高考中的常見題型,試題綜合性強,難度較大,學(xué)生不易得分。這類試題涉及的情景新穎,還時常出現(xiàn)一些化工術(shù)語。這類題目是通過對某種重要化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程圖的分析,以物質(zhì)的制備、分離、提純?yōu)樵囶}環(huán)境,以元素化合物知識、實驗基本操作、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)化學(xué)平衡原理、水解原理、綠色化學(xué)觀點、安全生產(chǎn)的知識為考查目標(biāo),以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分析、綜合、解決及經(jīng)濟的視角分析實際生產(chǎn)中的各種問題為考查能力目標(biāo)。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2009?丹東模擬)蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2組成.某實驗小組設(shè)計如下流程欲分別制得單質(zhì)Al、Fe、Mg和Si.

有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表:
金屬陽離子 氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物完全沉淀的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Mg2+ 9.4 11.6
請回答下列問題:
(1)濾液A中含有的陽離子有
Fe3+、Al3+、Mg2+、H+
Fe3+、Al3+、Mg2+、H+

(2)操作②中涉及的化學(xué)方程式為
2C+SiO2
 高溫 
.
 
Si+2CO↑
2C+SiO2
 高溫 
.
 
Si+2CO↑
,
操作④中生成沉淀G的離子方程式為
AlO-2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO-3
AlO-2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO-3

(3)操作⑤中調(diào)節(jié)pH到5~6時,可以用到的試劑(填序號)
cd
cd

a.NaOH溶液     b.氨水     c.MgO    d.Mg(OH)2
(4)從濾液H制取金屬Mg的流程如下:

流程中由MgCl2冶煉Mg的方法是
電解
電解
.在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O制取無水氯化鎂的原因是
防止Mg2+水解,并帶走水分
防止Mg2+水解,并帶走水分

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2組成.某實驗小組設(shè)計如圖甲流程欲分別制得單質(zhì)Al、Fe、Mg和Si.

有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表:
金屬陽離子 氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物完全沉淀時的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Mg2+ 9.4 11.6
(1)寫出不溶物B在生產(chǎn)中的一種用途:
制造玻璃、光導(dǎo)纖維
制造玻璃、光導(dǎo)纖維

(2)操作⑤中調(diào)節(jié)pH到5~6時,可以用到的試劑(填序號)
cd
cd

a. NaOH溶液  b.氨水  c. MgO   d. Mg (OH)2
(3)從濾液H制取金屬Mg的流程如圖乙:
Ⅰ.流程中由濾液H中得到MgCl2?6H2O的方法是
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
過濾、洗滌;
Ⅱ.在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O制取無水氯化鎂的原因是
Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+,通入HCl,使C(H+)增大,抑制Mg2+的水解成Mg(OH)2,確保生成MgCl2
Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+,通入HCl,使C(H+)增大,抑制Mg2+的水解成Mg(OH)2,確保生成MgCl2
.(應(yīng)用離子方程式和簡要文字說明)
Ⅲ.冶煉鎂的方法用化學(xué)方程式表示為
MgCl2
 電解 
.
熔融
Mg+Cl2
MgCl2
 電解 
.
熔融
Mg+Cl2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2組成.某實驗小組設(shè)計如下流程欲分別制得單質(zhì)Al、Fe、Mg和Si.

有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表:
金屬陽離子 氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物完全沉淀時的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Mg2+ 9.4 11.6
(1)寫出不溶物B在生產(chǎn)中的一種用途:
光導(dǎo)纖維
光導(dǎo)纖維

(2)操作④中濾液E與過量CO2反應(yīng)生成沉淀G的離子方程式為:
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)操作⑤中調(diào)節(jié)pH到5~6時,可以用到的試劑(填序號)
cd
cd

a. NaOH溶液  b.氨水  c. Fe2O3   d. Mg(OH)2
(4)從濾液H制取金屬Mg的流程如下:

Ⅰ.流程中由濾液H中得到MgCl2?6H2O的方法是
加熱濃縮
加熱濃縮
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
、過濾、洗滌;
Ⅱ.在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O制取無水氯化鎂的原因是
Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+,通入HCl,使C(H+)增大,抑制Mg2+的水解成Mg(OH)2,確保生成MgCl2
Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+,通入HCl,使C(H+)增大,抑制Mg2+的水解成Mg(OH)2,確保生成MgCl2
.(應(yīng)用離子方程式和簡要文字說明)
Ⅲ.冶煉鎂的方法用化學(xué)方程式表示為
MgCl2
 電解 
.
熔融
Mg+Cl2
MgCl2
 電解 
.
熔融
Mg+Cl2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成.由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下

氫氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
開始沉淀pH 1.5 3.3 9.4
(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,還含有的金屬離子是
Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+

(2)進行Ⅰ操作時,控制溶液pH=7-8(有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見表)Ca(OH)2不能過量,若Ca(OH)2過量可能會導(dǎo)致
Al(OH)3
Al(OH)3
溶解、
Mg(OH)2
Mg(OH)2
沉淀.
(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料,先向沉淀物A中加入
NaOH
NaOH
 (填入物質(zhì)的化學(xué)式),然后
過濾、洗滌、灼燒
過濾、洗滌、灼燒
 (依次填寫實驗操作名稱).
(4)物質(zhì)循環(huán)使用,能節(jié)約資源.上述實驗中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)是
CaCO3或CO2
CaCO3或CO2
(填寫物質(zhì)化學(xué)式).
(5)現(xiàn)設(shè)計一個實驗,確定產(chǎn)品aMgCO3?bMg(OH)2?cH2O中a、b、c的值(已知均為正整數(shù)),請完善下列實驗步驟(可用試劑:濃硫酸、堿石灰):①樣品稱量  ②高溫分解  ③
測出水蒸汽的質(zhì)量(或測出濃硫酸的增重)
測出水蒸汽的質(zhì)量(或測出濃硫酸的增重)
  ④
測出CO2的質(zhì)量(或測出堿石灰的增重)
測出CO2的質(zhì)量(或測出堿石灰的增重)
   ⑤稱出MgO的質(zhì)量.

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