题目内容

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3和SiO2组成．某实验小组设计如图甲流程欲分别制得单质Al、Fe、Mg和Si．

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 氢氧化物完全沉淀时的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Mg2+ 9.4 11.6
（1）写出不溶物B在生产中的一种用途：
制造玻璃、光导纤维
制造玻璃、光导纤维
．
（2）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
（3）从滤液H制取金属Mg的流程如图乙：
Ⅰ．流程中由滤液H中得到MgCl2?6H2O的方法是
蒸发浓缩、冷却结晶
蒸发浓缩、冷却结晶
过滤、洗涤；
Ⅱ．在干燥的HCl气流中加热MgCl2?6H2O制取无水氯化镁的原因是
Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，通入HCl，使C（H+）增大，抑制Mg2+的水解成Mg（OH）2，确保生成MgCl2
Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，通入HCl，使C（H+）增大，抑制Mg2+的水解成Mg（OH）2，确保生成MgCl2
．（应用离子方程式和简要文字说明）
Ⅲ．冶炼镁的方法用化学方程式表示为
MgCl2
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑
MgCl2
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑
．
分析：蛇纹石矿加盐酸溶解，发生反应的化学方程式为MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，SiO2不与盐酸反应，以固体形式先除去，因此，不溶物B为SiO2，滤液A中除了Mg2+外，还有的金属离子是Al3+和Fe3+，加入过量烧碱，滤液E为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝，用电解法冶炼可生成铝；沉淀D为Fe（OH）3和Mg（OH）2，加入过量盐酸生成氯化铁和氯化铝，调节溶液pH=5～6时，促进铁离子水解，生成氢氧化铁沉淀，滤液H为氯化镁溶液，在HCl氛围中加热、蒸发结晶可得MgCl2?6H2O，脱水生成MgCl2，电解可得Mg．
解答：解：（1）不溶物B为SiO2，常用于制造玻璃、光导纤维等，故答案为：制造玻璃、光导纤维；
（2）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，调节溶液pH=5～6时，促进铁离子水解，生成氢氧化铁沉淀，而ab都引入新的杂质，故答案为：cd；
（3）Ⅰ．由溶液得到晶体，应经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
Ⅱ．镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子，发生Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，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，
故答案为：Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，通入HCl，使C（H+）增大，抑制Mg2+的水解成Mg（OH）2，确保生成MgCl2；
Ⅲ．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
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑，
故答案为：MgCl2
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑．
点评：本题考查了实验设计，涉及金属的冶炼、盐类的水解、离子方程式的书写等知识点，是高考中的常见题型，试题综合性强，难度较大，学生不易得分．这类试题涉及的情景新颖，还时常出现一些化工术语．这类题目是通过对某种重要化工产品的工业生产流程图的分析，以物质的制备、分离、提纯为试题环境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学反应原理、化学化学平衡原理、水解原理、绿色化学观点、安全生产的知识为考查目标，以信息的获取、加工、整合和新情境下实际问题的分析、综合、解决及经济的视角分析实际生产中的各种问题为考查能力目标．
练习册系列答案
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（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．

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
请回答下列问题：
（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
 高温 
.
 
Si+2CO↑
2C+SiO2
 高温 
.
 
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：

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
．
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．

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 氢氧化物完全沉淀时的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Mg2+ 9.4 11.6
（1）写出不溶物B在生产中的一种用途：
光导纤维
光导纤维
．
（2）操作④中滤液E与过量CO2反应生成沉淀G的离子方程式为：
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
．
（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． Fe2O3   d． Mg（OH）2
（4）从滤液H制取金属Mg的流程如下：

Ⅰ．流程中由滤液H中得到MgCl2?6H2O的方法是
加热浓缩
加热浓缩
、
冷却结晶
冷却结晶
、过滤、洗涤；
Ⅱ．在干燥的HCl气流中加热MgCl2?6H2O制取无水氯化镁的原因是
Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，通入HCl，使C（H+）增大，抑制Mg2+的水解成Mg（OH）2，确保生成MgCl2
Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，通入HCl，使C（H+）增大，抑制Mg2+的水解成Mg（OH）2，确保生成MgCl2
．（应用离子方程式和简要文字说明）
Ⅲ．冶炼镁的方法用化学方程式表示为
MgCl2
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑
MgCl2
 电解 
.
熔融
Mg+Cl2↑
．
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

氢氧化物 Fe（OH）3 Al（OH）3 Mg（OH）2
开始沉淀pH 1.5 3.3 9.4
（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
Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+
．
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7-8（有关氢氧化物沉淀的pH见表）Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致
Al（OH）3
Al（OH）3
溶解、
Mg（OH）2
Mg（OH）2
沉淀．
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入
NaOH
NaOH
 （填入物质的化学式），然后
过滤、洗涤、灼烧
过滤、洗涤、灼烧
 （依次填写实验操作名称）．
（4）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
CaCO3或CO2
CaCO3或CO2
（填写物质化学式）．
（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3?bMg（OH）2?cH2O中a、b、c的值（已知均为正整数），请完善下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：①样品称量  ②高温分解  ③
测出水蒸汽的质量（或测出浓硫酸的增重）
测出水蒸汽的质量（或测出浓硫酸的增重）
  ④
测出CO2的质量（或测出碱石灰的增重）
测出CO2的质量（或测出碱石灰的增重）
   ⑤称出MgO的质量．

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pH＝7～8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。

氢氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

开始沉淀pH

1.5

3.3

9.4

Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致________溶解、________沉淀。

(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_____________________ ___________________________________________________(填入物质的化学式)，

然后______________________________________________________________________(依次填写实验操作名称)。

(4)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________(填写物质化学式)。

(5)现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤(可用试剂：浓硫酸、碱石灰)：

①样品称量

②高温分解

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤MgO称量

(6)18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：

a＝________，b＝________，c＝________。

 

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