Question

【题目】蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SO2组成，由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图1：
（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	1.9	3.3	9.4
沉淀完全时PH	3.2	5.4	12.4

（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（填所加物质的化学式），然后、、灼烧（填实验操作名称）．灼烧操作需在中进行（填写仪器名称），上述实验中，可以循环利用的物质是（填化学式）．
（4）现设计实验，确定产品aMgCO3bMg（OH）2cH2O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测出水蒸气的质量，④ ， ⑤称量MgO的质量．
（5）从下列仪器图2中（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

【答案】
（1）Fe3+、Al3+
（2）Al（OH）3； Mg（OH）2
（3）过滤；洗涤；坩埚； CO2
（4）测出二氧化碳的质量
（5）A→C→D→D
（6）3；1；3
【解析】解：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去．所以答案是：Fe3+、Al3+；（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+和Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O溶解，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，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失．

所以答案是：Al（OH）3　Mg（OH）2；（3）从实验步骤图知：沉淀混合物为Fe（OH）3和Al（OH）3，红色氧化物是沉淀物Fe（OH）3分解后得到的Fe2O3，所以得先加碱把Al（OH）3除掉，反应为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后过滤洗涤灼烧即可；从实验步骤图知：上述实验中，步骤Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸钙，碳酸钙分解可得到二氧化碳，作为第Ⅱ步的原料，碱式碳酸镁分解得到CO2，可以循环使用的物质是CaCO3或CO2．

所以答案是：NaOH或Ca（OH）2；过滤；洗涤；坩埚；CO2；（4）利用碱石灰吸收CO2前后的质量差求二氧化碳质量，所以答案是：测出二氧化碳的质量；（5）加热用A，吸收水蒸气用浓硫酸，用碱石灰吸收二氧化碳，第二个碱石灰可防止空气中的二氧化碳和水进入装置，所以答案是：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：aMgCO3bMg（OH）2cH2O （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，所以答案是：3，1，3．