Question

“卤块”的主要成分为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。轻质氧化镁工艺流程图如下：

表1　 化学试剂价格表　　　　　         

试剂	价格（元/ t ）
漂液（含NaClO25.2%） H2O2（30%） NaOH（固98%） Na2CO3（固99.5%） 卤块（MgCl2，30%）	450 2400 2100 600 310

 

表2 生成氢氧化物沉淀的值

　　　　　　　　　

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2	2.7 7.6 8.3 9.6	3.7 9.6Ω 9.8 11.1

Ω注：Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe³⁺，生成Fe(OH)₃沉淀而去除之。请填写以下空白：

⑴、在步骤②加入试剂X，最佳选择应是　　　 ，其作用是　　　      　　 。

⑵、在步骤③加入的试剂Y应是　　　　　 ，之所以要控制pH=9.8，其目的

是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑶、在步骤⑤时发生的化学反应方程式是：　　　　　          　　　　 。

 

Answer 1

【答案】

(8分）（1）漂液(1分） 使Fe²⁺氧化成为 Fe³+  (2分）（2）烧碱 (1分） 使除Mg²⁺以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。［或使杂质离子（Fe³⁺、Mn²⁺）沉淀完全又尽量减少Mg²⁺损失］(2分）（3） MgCO₃ + H₂OMg(OH)₂↓+ CO₂↑(2分）

【解析】

试题分析：（1）根据已知信息可知，在步骤②加入试剂X的目的是氧化亚铁离子。由于漂液的价格最便宜，所以最佳选择应是漂液。

（2）试剂Y的目的是沉淀金属离子的，所以选择氢氧化钠溶液。根据沉淀的pH值可知，之所以要控制pH=9.8，其目的是使除Mg²⁺以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。

（3）Z是碳酸钠，目的是生成碳酸镁沉淀。在溶液中加热碳酸镁和水反应生成氢氧化镁和CO₂，所以该反应的方程式是MgCO₃ + H₂OMg(OH)₂↓+ CO₂↑。

考点：考查轻质氧化镁制备的有关工艺流程图的判断

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题难易适中，综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。也有利于培养学生规范、严谨的实验设计能力，提升学生的学科素养。该类试题需要注意的是该题需要明确的这种类型的试题主要是以实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。