Question

【題目】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、b、c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＝________。

Answer 1

【答案】Fe3＋、Al3＋ Al(OH)3 Mg(OH)2 NaOH[或Ca(OH)2] 過濾、洗滌、灼燒 CO2(或CaCO3) 用濃硫酸吸收水蒸氣 稱量堿石灰吸收CO2前后的質(zhì)量 3 1 3

【解析】

（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，Fe2O3+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aMgCO3bMg(OH)2cH2O(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。