题目内容

【题目】I:已知MgCl2·6H2O受热时发生水解:MgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O,而MgSO4·7H2O受热不易发生水解。试解释原因_______________________________________

II:卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.若用它以及表2中的某些物质为原料,按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁.

若要求产品尽量不含杂质,且生产成本较低,请根据表1和表2提供的资料,填写空白:

表1生成氢氧化物沉淀的pH

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2*

7.6

9.6

Mn(OH)2

8.3

9.8

Mg(OH)2

9.6

11.1

表2原料价格表

物质

价格(元吨-1

漂液(含25.2% NaClO)

450

双氧水(含30% H2O2

2400

烧碱(含98% NaOH)

2100

纯碱(含99.5% Na2CO3

600

* Fe(OH)2呈絮状不易从溶液中除去,所以常将Fe2+氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.

(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是___________,写出步骤②中pH=1时所发生反应的离子方程式:____________________________________________

(2)在步骤③中加入的试剂是______________________;之所以要控制pH=9.8,其目的是______________________________________________________

(3)某燃料电池的燃料为CO,电解质为熔融态的试剂Z(步骤④中加入试剂的有效成分),则该燃料电池的正极电极反应方程式为:____________________

(4)在步骤⑤中发生的反应是____________________________________________

【答案】MgCl2.6H2O水解产生的HCl易挥发,导致水解容易进行,而MgSO4.7H2O如果水解产生的H2SO4无法挥发,所以不易水解 漂液NaClO 2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O 烧碱 使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去 O2+4e-+2CO2═2CO32- MgCO3+H2O═Mg(OH)2+CO2

【解析】

I. 依据MgCl2·6H2O、MgSO4·7H2O受热水解产物分析,HCl易挥发而H2SO4不易挥发;

II.(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的条件时生成Fe(OH)3沉淀而除去,依据表二选择合适的氧化剂;

(2)依据表三选择合适的试剂,除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,过滤除去;

(3)步骤④的目的是将Mg2+从溶液中沉淀出来.对比表2中烧碱和纯碱的价格可以看出,纯碱比烧碱价格低得多,采用纯碱路线既合理又经济,故Z是纯碱,以熔融的碳酸钠为电解质,CO为燃料可得燃料电池的正极电极反应式;

(4)步骤⑤中,发生的化学反应是MgCO3和水共热。

I. MgCl2·6H2O受热时发生水解生有HCl,HCl挥发,促进水解,而MgSO4·7H2O受热时生成H2SO4不挥发,不易发生水解;

II.(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除去,虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,pH=1时所发生反应的离子方程式:2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O

本题答案为:漂液(NaClO),2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O ;

(2)步骤的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的

本题答案为:答案为:NaOH,使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;

(3)通过分析可知Z为Na2CO3,所以正极电解反应式为:O2+4e-+2CO2═2CO32-

本题答案为:O2+4e-+2CO2═2CO32-

(4)MgCO3和水共热的化学方程式为:MgCO3+H2O═Mg(OH)2+CO2↑;

本题答案为:MgCO3+H2O═Mg(OH)2+CO2↑。

练习册系列答案
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实验

编号

t()

NO初始浓度

(mol/L)

CO初始浓度

(mol/L)

催化剂的比表面积(m2/g)

280

1.20×103

5.80×103

82

280

1.20×103

B

124

350

A

5.80×103

82

①请把表中数据补充完整:A_______________B_______________

②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_______________(填实验序号)

③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如下图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线_________(”)

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