Question

【题目】以下是两个常见的工业流程，

流程一：从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，生产流程如下：

（1）加入过量的A物质，该A物质为______。操作a的名称是 _______，操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_________，操作a中玻璃棒的作用是 _______ 。

（2）写出流程图中的固体成分的化学式 ____ ，B的溶液中溶质的化学式 _______

流程二：如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径（部分产物已略），请回答下列问题：

（1）CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是_______。

（2）已知原料NaOH的价格为2.9元/kg. 而Ca（OH）2的价格为0.36元/kg．两种工艺中，处理相同质量的SO2，双碱法所需的原料成本更低，其原因是______________。

【答案】 铁 过滤 漏斗 引流 Fe和Cu H2SO4 5：4 : 6 双碱法中通过反应II实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量 处理等量SO2，氢氧化钙用量更少且价格便宜，所以双碱法成本更低

【解析】流程一：只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，所所加试剂是过量的铁，反应方程式为Fe+CuSO4==FeSO4+Cu ，反应后得到是固体铜和铁，溶液硫酸亚铁溶液，过滤可将难溶固体与液体分离，所以应过滤，过滤用到的仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台，其中，玻璃棒的作用是引流；将铜和铁的混合物中的铁除掉，得硫酸亚铁和铜，所以应加入的试剂B为稀硫酸，因为.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，而铜和酸不反应；流程二：（1）化合物中元素的质量比=（相对原子质量×原子个数）之比，CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是40:32:3×16= 5：4 : 6；（2）Na2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+2NaOH , 2NaOH+ SO2 == Na2SO3+ H2O；因此用双碱法（氢氧化钙和氢氧化钠联合使用）实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量 处理等量SO2，氢氧化钙用量更少且价格便宜，所以双碱法成本更低。

【题型】流程题
【结束】
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【题目】碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料。其组成一般以xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O表示。

【探究一】碱式碳酸镁的制备

碱式碳酸镁可用复盐MgCO3·(NH4)2CO3·H2O作原料制备。取一定量的该复盐放入三颈烧瓶中，并将三颈烧瓶放在恒温水浴锅中加热（如下图所示），按一定的液固比加入蒸馏水，开启搅拌器同时加入预定的氨水，待温度到达 40℃时开始分解，此时滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，保持10分钟，一段时间后过滤洗涤，滤出的固体在120 ℃干燥得到碱式碳酸镁产品。

回答下列问题：

（1）搅拌的目的是________。

（2）设计实验检验碱式碳酸镁中含有Cl－

实验操作	实验现象	实验结论
①取样溶解，向样品溶液中滴加过量稀硝酸。 ②再向上述所得溶液加____溶液	现象①____； 现象②____；	含有 Cl－

【探究二】探究小组利用下图测定xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O组成。已知：

（1）碱石灰的主要成分为氢氧化钠和生石灰，能吸收水蒸气和二氧化碳；

（2）碱式碳酸镁分解反应方程式为：xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O === (x+y)MgO + xCO2↑+ (y+z) H2O

实验步骤：

步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。

步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。

步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。

步骤4：______（请补充该步操作内容）。

步骤5：称量相关装置的质量。

某同学在实验过程中采集了如下数据：

A.反应前玻璃管的质量100.0 g B.反应后玻璃管与残留固体总质量120.0 g

C.装置C实验后增重9.0 g D.装置D实验后增重17.6 g

回答下列问题：

（1）检查整套实验装置气密性：将装置Ａ的左端、装置Ｅ的右端分别接上导管，放入盛有水的烧杯中，打开活塞K，对装置Ｂ用酒精灯微热，若观察到____，则气密性良好；

（2）装置A的作用是____，如果没有装置A，则测定得到xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O中的z值____（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），装置C中的酸为___（写名称）；

（3）根据实验测定的数据，求出碱式碳酸铜（xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O）中x∶y∶z的最简整数比是_（要求写出过程）。

Answer 1

【答案】 反应物充分混合接触，提高反应速率 产生气泡 再向上述所得溶液加硝酸银或AgNO3溶液 产生白色沉淀 打开活塞K，再次鼓入空气 两端导管口处均出现气泡 吸收空气中的水和二氧化碳防止干扰C、D装置 偏大 浓硫酸 4：1：4

【解析】根据所学知识和题中信息知，（1）搅拌的目的是反应物充分混合接触，提高反应速率。（2）设计实验检验碱式碳酸镁中含有Cl－。

实验操作	实验现象	实验结论
①取样溶解，向样品溶液中滴加过量稀硝酸。 ②再向上述所得溶液加硝酸银或AgNO3溶液	现象①产生气泡； 现象②产生白色沉淀，银离子与氯离子生成氯化银白色沉淀；	含有 Cl－

【探究二】测定xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O组成。（1）碱石灰的主要成分为氢氧化钠和生石灰，能吸收水蒸气和二氧化碳；（2）碱式碳酸镁分解反应方程式为：xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O (x+y)MgO + xCO2↑+ (y+z) H2O。步骤4：打开活塞K，再次鼓入空气。测得数据：A、反应前玻璃管的质量100.0 g ；B、反应后玻璃管与残留固体总质量120.0 g；C.装置C实验后增重9.0 g；D、装置D实验后增重17.6 g。（1）检查整套实验装置气密性：若观察到两端导管口处均出现气泡，则气密性良好。（2）装置A的作用是吸收空气中的水和二氧化碳防止干扰，碱石灰的主要成分为氢氧化钠和生石灰，能吸收水蒸气和二氧化碳。如果没有装置A，则测定得到xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O中的z值偏大，空气中有水蒸气。装置C中的酸为浓硫酸，具有吸水性。

（3）xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O (x+y)MgO + xCO2↑+ (y+z) H2O

40(x+y) 44x 18(y+z)

120.0g﹣100.0g 17.6g 9.0g

＝ ＝

x∶y∶z＝4：1：4

点睛∶这是一道实验探究题，浓硫酸具有吸水性；碱石灰的主要成分为氢氧化钠和生石灰，能吸收水蒸气和二氧化碳。为保证实验的准确性，装置两端均装有盛碱石灰装置，以防空气中二氧化碳和水进入，干扰实验结果。