题目内容
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________________
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为____________________________
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C
2MgO＋2SO2↑＋CO2↑
MgSO4＋C MgO＋SO2↑＋CO↑
MgSO4＋3C MgO＋S↑＋3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：____________________。
(1)MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O
(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d ③3S＋6OH－
2S2－＋SO32—＋3H2O
【解析】(1)MgCO3微溶于水，写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂质Fe2＋可先将其氧化成Fe3＋，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)用氨水调节pH＝4除去Fe3＋，滤渣2为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S(g)、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。③中发生S与热NaOH溶液的反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为3S＋6OH－2S2－＋SO32—＋3H2O。
某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe2＋氧化为Fe3＋的实验进一步思考，并提出问题：Cl2能将Fe2＋氧化为Fe3＋，那么Br2和I2能否将Fe2＋氧化为Fe3＋？
环节一：理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2＋氧化为Fe3＋，他们思考的依据是________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，还有同学认为Br2能将Fe2＋氧化为
Fe3＋而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二：设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验：。
实验1：
试管 | 操作 | 现象 |
① | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管 | 溶液为黄色 |
② | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管 | 溶液为黄色 |
环节三：实验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2＋氧化，离子方程式为________。
同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验：
实验2：
操作 | 应该观察到的现象 |
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与FeCl2溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：______________。
实验3：进行实验以确定可能的原因。
操作 | 现象 |
向试管②所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4，充分振荡，静置一段时间后。取出上层溶液，滴KSCN溶液 | 静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；上层溶液滴加KSCN溶液后，出现浅红色 |
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
实验4：
操作 | 现象 |
向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取出下层溶液，滴加KSCN溶液 | 静置后，上层溶液为紫色，下层溶液几乎无色；下层溶液滴加KSCN溶液后，没有出现浅红色 |
你认为实验4设计的主要目的是________________。
同学丁根据实验4现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2＋的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：__________。
A、B、C、D分别是HNO3、Ba(NO3)2、NH4Cl、NaOH四种溶液中的一种。欲将它们一一鉴别，甲、乙、丙分别提出如下方案，请回答有关问题：
（1）甲同学用物质X一次性鉴别上述四种物质，他将适量的X溶液分别加入到四种溶液中，结果发现：C溶液变为棕黄色；B溶液中有白色沉淀产生；D溶液中有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时产生白色沉淀，最终变为红褐色。
B的化学式是________；D的电子式是________；X的化学式是________；A溶液中水的电离程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)C溶液中水的电离程度。
（2）乙同学提出用明矾来鉴别上述四种物质，写出能检验出NH4Cl溶液所涉及的所有离子方程式：Ba2＋＋SO42-=BaSO4↓、________________________。
（3）丙同学用MgSO4来鉴别上述四种溶液，在生成的白色沉淀Mg(OH)2 中分别加入HNO3和NH4Cl溶液时，发现沉淀均溶解。有以下两种解释，同时提供下表数据：
A．NH4Cl溶液能使Mg(OH)2溶解，主要是NH4+水解产生H＋的缘故。
B．NH4Cl溶液能使Mg(OH)2溶解，主要是NH4+结合OH－的缘故。
0.01 mol·L－1 电解质溶液 | HF | CH3COOH | HCN | NH3·H2O |
酸中H＋或碱 中OH－的浓度/mol·L－1 | 8.00×10－4 | 1.32×10－4 | 1.00×10－4 | 1.33×10－4 |
若要证明A和B哪一种解释正确，可以在生成的Mg(OH)2沉淀中加入一种物质，这种物质的化学式为__________________。