Question

蛇紋石是一種富鎂硅酸鹽礦物的總稱，因其顏色青綠相間酷似蛇皮而得名。蛇紋石可以看作由MgO、FeO和Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成。工業(yè)上由蛇紋石制取堿式碳酸鎂產(chǎn)品的流程如下：

（1）蛇紋石加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg^2＋、Al³⁺外，還含有的金屬離子是________。
（2）向Ⅰ中加入氧化劑的作用是                           ，加入Ca(OH)₂時，  
需要控制溶液pH在7～8之間(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

 
若pH＞8可能會導(dǎo)致           溶解、________沉淀。
（3）沉淀物A可作為提取紅色顏料的原料，若向沉淀物A中加入           ，然
后過濾、洗滌、_________（填寫實驗操作名稱)，即可獲得紅色顏料，實現(xiàn)廢物的綜合利用。
（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）若產(chǎn)品的化學(xué)式用aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O表示，現(xiàn)稱取18.2 g產(chǎn)品并使之完全分解，收集到3.36L CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）和8.0 g MgO，通過計算確定產(chǎn)品的化學(xué)式中：a＝________，b＝________，c＝________。

Answer 1

（1）Fe^3＋、Fe^2＋ （各1分，共2分）
（2）將Fe^2＋氧化成Fe^3＋或?qū)�Fe(OH)₂氧化成Fe(OH)₃，（2分）     Al(OH)₃　Mg²⁺（各1分，共2分）
（3）NaOH溶液（其它可溶性強(qiáng)堿也可），（干燥）灼燒，（各1分。共2分）
（4）CO₂（2分）
（5）3　1　3（3分，對一個數(shù)字給1分）

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)eO＋2HCl=FeCl₂＋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⁺、Al³⁺外，還有的金屬離子是Fe^2＋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(qiáng)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(qiáng)，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(jì)的視角分析實際生產(chǎn)中的各種問題為考查能力目標(biāo)。