题目内容
(2009?丹东模拟)蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2组成.某实验小组设计如下流程欲分别制得单质Al、Fe、Mg和Si.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201308/96/03a75592.png)
有关氢氧化物沉淀的pH见下表:
请回答下列问题:
(1)滤液A中含有的阳离子有
(2)操作②中涉及的化学方程式为
操作④中生成沉淀G的离子方程式为
(3)操作⑤中调节pH到5~6时,可以用到的试剂(填序号)
a.NaOH溶液 b.氨水 c.MgO d.Mg(OH)2
(4)从滤液H制取金属Mg的流程如下:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201308/102/57d9be8e.png)
流程中由MgCl2冶炼Mg的方法是
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201308/96/03a75592.png)
有关氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属阳离子 | 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Mg2+ | 9.4 | 11.6 |
(1)滤液A中含有的阳离子有
Fe3+、Al3+、Mg2+、H+
Fe3+、Al3+、Mg2+、H+
.(2)操作②中涉及的化学方程式为
2C+SiO2
Si+2CO↑
| ||
2C+SiO2
Si+2CO↑
,
| ||
操作④中生成沉淀G的离子方程式为
AlO-2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO-3
AlO-2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO-3
.(3)操作⑤中调节pH到5~6时,可以用到的试剂(填序号)
cd
cd
.a.NaOH溶液 b.氨水 c.MgO d.Mg(OH)2
(4)从滤液H制取金属Mg的流程如下:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201308/102/57d9be8e.png)
流程中由MgCl2冶炼Mg的方法是
电解
电解
.在干燥的HCl气流中加热MgCl2?6H2O制取无水氯化镁的原因是防止Mg2+水解,并带走水分
防止Mg2+水解,并带走水分
.分析:(1)蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成,蛇纹石加过量盐酸溶解后,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,而SiO2和HCl不反应,不能溶解;
(2)不溶物为SiO2,二氧化硅和碳反应变成硅,碳元素化合价由0价变为+2价,硅元素化合价由+4价变为0价,碳是还原剂,二氧化硅是氧化剂;滤液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子,氢离子和氢氧化钠反应生成水,镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中,但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应;
(3)加入的物质能和酸反应且不能引进杂质;
(4)活泼金属采用电解的方法冶炼;镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子,在氯化氢气流中加热该固体可以抑制其水解.
(2)不溶物为SiO2,二氧化硅和碳反应变成硅,碳元素化合价由0价变为+2价,硅元素化合价由+4价变为0价,碳是还原剂,二氧化硅是氧化剂;滤液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子,氢离子和氢氧化钠反应生成水,镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中,但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应;
(3)加入的物质能和酸反应且不能引进杂质;
(4)活泼金属采用电解的方法冶炼;镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子,在氯化氢气流中加热该固体可以抑制其水解.
解答:解:(1)蛇纹石加过量盐酸溶解,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,所以滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+,
故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+、H+;
(2)由(1)分析可知操作②中不溶物为SiO2,工业上粗硅的生产,用二氧化硅和碳反应,碳是还原剂,二氧化硅是氧化剂,碳元素化合价由0价变为+2价,硅元素化合价由+4价变为0价,反应方程式为2C+SiO2
Si+2CO↑;滤液A中含有镁离子、铁离子和铝离子、氢离子,氢离子和氢氧化钠反应生成水,镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中,但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,偏铝酸根离子和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子,离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
故答案为:2C+SiO2
Si+2CO↑;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)操作⑤中加入的物质能和盐酸反应,且不引进新的杂质,氧化镁、氢氧化镁难溶于水,但能与酸反应,可起调节pH作用,
故答案为:cd;
(4)镁是活泼金属,应采用电解其熔融盐的方法冶炼,所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为:MgCl2
Mg+Cl2↑,镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子,在氯化氢气流中加热该固体时,氢离子浓度增大,抑制镁离子水解生成氢氧化镁,并带走水分,
故答案为:电解;防止Mg2+水解,并带走水分.
故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+、H+;
(2)由(1)分析可知操作②中不溶物为SiO2,工业上粗硅的生产,用二氧化硅和碳反应,碳是还原剂,二氧化硅是氧化剂,碳元素化合价由0价变为+2价,硅元素化合价由+4价变为0价,反应方程式为2C+SiO2
| ||
故答案为:2C+SiO2
| ||
(3)操作⑤中加入的物质能和盐酸反应,且不引进新的杂质,氧化镁、氢氧化镁难溶于水,但能与酸反应,可起调节pH作用,
故答案为:cd;
(4)镁是活泼金属,应采用电解其熔融盐的方法冶炼,所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,反应方程式为:MgCl2
| ||
故答案为:电解;防止Mg2+水解,并带走水分.
点评:本题主要考查了元素化合物中金属铝、铁的性质,解题时不仅需熟知物质间的反应原理,还需灵活运用于实验的设计,题目难度中等.
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