Question

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成，由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是             。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液的pH=7~8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），Ca(OH)₂不能过量，若Ca(OH)₂过量可能会导致            溶解，产生           沉淀。

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	1.5	3.3	9.4

 
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料，先向沉淀物A中加入            （填加入物质的化学式），然后                                         （依此填写实验操作名称）。物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是         （填写物质的化学式）。
（4）现设计实验，确定产品aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O中a、b、c的值。请写出下列实验步骤中所需要测定的项目（可用试剂：浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水）：①样品称量，②高温分解，③                    ，④                        ，⑤MgO称量。
（5）从下列仪器（装有必要的试剂）中选择完成上述实验所必需的仪器，连接一套装置               （选择仪器代号，可重复使用，用“A→B→……→”表示）

（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO₂和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中a=     ，b=         ，c=            。

Answer 1

（1）Fe³⁺、Al³⁺
（2）Al(OH)₃、Mg(OH)₂；
（3）NaOH，过滤、洗涤、灼烧，CO₂。
（4）测出蒸气的质量，测出二氧化碳的质量。
（5）A→C→D→D
（6）3  1  3

试题分析：（1）蛇纹石矿可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成，蛇纹石加盐酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，而SiO₂和HCl不反应，不能溶解。
（2）当氢氧化钙过量时，溶液碱性增强，Al(OH)₃会溶解，从氢氧化物沉淀的pH表中可看出，Mg（OH）₂在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg(OH)₂会沉淀。
（3）红色氧化物为Fe₂O₃，应先将其中含有的少量Al(OH)₃除去，除去Al(OH)₃的方法是利用它能溶于强碱的性质，此过程中CO₂是可以重复使用的。
（4）确定产品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，需要测定的数据是①样品质量；②MgO质量；③生成CO₂的质量（或体积）；④生成水的质量。
（5）A为样品反应装置，加热后产生水蒸汽和二氧化碳气体，为测定二者质量，应首先连接C装置，测定水的质量，故连接C；继续测定二氧化碳，此时应选用D，由于B中溶液含有水，与C连接易被C吸收，产生误差。为防止空气中的二氧化碳与水蒸汽被D吸收产生误差，故应连续连接两个D装置。故答案为A→C→D→D。
（6）m（样品）=18.2g，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O（a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，根据质量守恒得：m（H₂O）=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，则m（MgO）═0.2mol，n（CO₂）═0.15mol，n（H₂O）═0.2mol，得：a：b：c=0.15：0.05：0.15=3：1：3。