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(2009?广东模拟)七水硫酸镁(MgSO4?7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-硼镁泥可制取七水硫酸镁.硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等).
表1  部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2
pH值 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2
表2  两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃ 10 30 40 50 60
CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19
MgSO4?7H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 /
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为
Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-
Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-
.加热煮沸的主要目的是
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2

(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化学式)等物质.
(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是
取过滤II后的滤液1~2ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+
取过滤II后的滤液1~2ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+

(4)沉淀C的化学式是
CaSO4?2H2O或CaSO4
CaSO4?2H2O或CaSO4
.过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是
以防MgSO4在温度低时结晶析出
以防MgSO4在温度低时结晶析出
分析:(1)根据氧化还原反应得失电子相等,利用离子方程式的配平方法书写反应的离子方程式;盐类的水解为吸热反应,加热有利于Al3+、Fe3+水解;
(2)根据表中各物质溶解时的PH可知沉淀还应有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)利用Fe3+离子与KSCN溶液生成血红色的物质检验;
(4)根据CaSO4和MgSO4?7H2O在不同温度下的溶解度判断沉淀的组成和趁热过滤的理由.
解答:解:(1)NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,盐类的水解为吸热反应,加热有利于Al3+、Fe3+水解
以及Mn2+氧化成MnO2,故答案为:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-;促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
(2)根据表中数据可知,在调节溶液的PH在5~6时,Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)Fe3+离子与KSCN溶液生成血红色的Fe(SCN)3,可利用该反应进行检验,故答案为:取过滤II后的滤液1~2 ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,
证明滤液中无Fe3+
(4)CaSO4的溶解度随温度的变化不大,而MgSO4在温度较高时易溶于水,趁热过滤利于分离硫酸钙和硫酸镁,并防止MgSO4在温度低时结晶析出,
故答案为:CaSO4?2H2O或CaSO4;以防MgSO4在温度低时结晶析出.
点评:本题考查物质的制备、除杂,涉及物质的检验以及沉淀的转化等知识,题目较为综合,有一定难度,本题注意要认真分析题中数据,考查学生的分析能力.
练习册系列答案
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(2009?广东模拟)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献.他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱.有关反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3 
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是
C
C

a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).

试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中的试剂是
饱和碳酸氢钠溶液
饱和碳酸氢钠溶液

(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是
吸收未反应的NH3
吸收未反应的NH3

(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是
过滤
过滤
(填分离操作的名称).
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验.
(Ⅰ)实验时,须先从
a
a
管通入
NH3
NH3
 气体,再从
b
b
管中通入
CO2
CO2
气体;
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是
增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率
增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率

(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:
用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应或往烧碱溶液中通入过量CO2;或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2
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(2009?广东模拟)某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中含有氧元素,设计以下的实验装置:
在实验或改进实验中,可能发生的化学反应如下:
PbO+C
  △  
.
 
Pb+CO↑,2PbO+C
  △  
.
 
2Pb+CO2↑,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
[Cu(NH32]Ac+CO+2NH3?[Cu(NH34]Ac?CO△H<0.请回答以下问题:
(1)在装置A中不断鼓入氮气的作用是
N2可将实验装置内的空气排净,并作为动力源将PbO与C反应生成的气体,赶入B、C两个实验装置处
N2可将实验装置内的空气排净,并作为动力源将PbO与C反应生成的气体,赶入B、C两个实验装置处
,能否用空气代替氮气?
,其理由是
空气中的O2可与灼热的炭反应,且空气中还含有CO2、H2O等含氧化合物,均可导致实验失败
空气中的O2可与灼热的炭反应,且空气中还含有CO2、H2O等含氧化合物,均可导致实验失败

(2)在实验过程中,未见B装置中有白色沉淀生成,说明在装置A中发生反应的化学方程式是
PbO+C
  △  
.
 
Pb+CO↑
PbO+C
  △  
.
 
Pb+CO↑
,证明氧化铅里含有氧元素的实验事实是
C处燃烧产生的淡蓝色火焰
C处燃烧产生的淡蓝色火焰

(3)若使实验更具有说服力,通过增添设备和药品,设计一个更加严密的改进实验方案是
可在装置B后串联一个内盛[Cu(NH32]Ac溶液的洗气装置,吸收一氧化碳,反应完毕,取出吸收液加热解吸,用排水取气法收集放出的气体,通过进一步实验证明该气体是一氧化碳
可在装置B后串联一个内盛[Cu(NH32]Ac溶液的洗气装置,吸收一氧化碳,反应完毕,取出吸收液加热解吸,用排水取气法收集放出的气体,通过进一步实验证明该气体是一氧化碳

(4)若没有木炭粉和氮气,改用氢气行吗?
可以
可以
,实验的装置和药品又将做怎样的调整?
将装置B改用内盛CuSO4白色粉末的干燥管
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(2009?广东模拟)通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应.为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.
(1)目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂已成为一种趋势,这一做法对环境的积极意义在于
保护臭氧层
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(2)最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.“绿色自由”构想技术流程如下:

①分解池中反应的化学方程式为
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O

②在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ/mol

(3)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96×10-9、2.58×10-11
小李应该选用的试剂是
Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)
Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)
,实验时测定的数据除空气的体积外,还需要测定
实验时的温度、压强、沉淀的质量
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(2009?广东模拟)铁是人体不可缺少的微量元素,摄入含铁的化合物可补充铁.“速力菲”是市场上一种常见的补铁药物,下表格是它的说明书.

(1)该药品中Fe2+ 会缓慢氧化,国家规定该药物中Fe2+ 的氧化率超过10%即不能再服用.
1为了检验某药店出售的“速力菲”是否氧化,实验室可选用最常用最灵敏的检验试剂为
硫氰化钾溶液
硫氰化钾溶液
( 填试剂的名称 )
②实验室采用H2SO4酸化的KMnO4溶液,对“速力菲”中的Fe2+ 进行滴定(假设药品中,其它成分不与KMnO4反应).请配平下列离子方程式
1
1
MnO4-+
5
5
Fe2++
8
8
H+
1
1
Mn2++
5
5
Fe3++
4
4
H2O
③称量上述含铁元素质量分数为20.00% 的“速力菲”10.00g,将其全部溶于稀硫酸中,配制成1000.00mL溶液,取出20.00mL,用0.01mol/L的KMnO4溶液滴定,用去KMnO4溶液12.00mL.该药品可以服用吗?
不可以
不可以
(填“可以”或“不可以”),请通过计算简述理由(写出主要计算过程)
由MnO4-~5Fe2+,可得1000.00mL溶液含有的Fe2+的物质的量n(Fe2+)=0.01mol/L×12.00×10-3L×5×(1000.00mL/20.00mL)=0.03mol,m(Fe2+)=0.03mol×56g/mol=1.68g,Fe2+的氧化率(10g×20.00%-1.68g)/(10g×20.00%)=16.00%>10%,所以不可以服用.
由MnO4-~5Fe2+,可得1000.00mL溶液含有的Fe2+的物质的量n(Fe2+)=0.01mol/L×12.00×10-3L×5×(1000.00mL/20.00mL)=0.03mol,m(Fe2+)=0.03mol×56g/mol=1.68g,Fe2+的氧化率(10g×20.00%-1.68g)/(10g×20.00%)=16.00%>10%,所以不可以服用.

(2)已知琥珀酸亚铁相对分子质量为172,琥珀酸为有机酸.含23.6g琥珀酸的溶液与4mol/L  100mL的氢氧化钠溶液恰好完全中和.质子核磁共振分析显示,琥珀酸分子中只含有两种位置不同的氢原子.写出琥珀酸溶液与氢氧化钠溶液完全中和的离子方程式(有机物须写结构简式)
HOOC-CH2-CH2-COOH+2OH--OOC-CH2-CH2-COO-+2H2O
HOOC-CH2-CH2-COOH+2OH--OOC-CH2-CH2-COO-+2H2O
,琥珀酸亚铁的化学式为
FeC4H4O4
FeC4H4O4

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