Question

【题目】某研究性学习小组以一种工业废料制备高纯MgO，设计了流程如下。

请回答下列问题。

（1）步骤①中生成Mg2+的离子方程式为______________

（2）下列物质可用于代替步骤②中H2O2的是__________

A．NaCl B．Cl2 C．铁粉 D．KMnO4

（3）步骤③中采用如图所示装置除去Fe3+

ⅰ．实验装置图中仪器A的名称为________________

ⅱ．充分振荡并静置分层，打开仪器A上口的玻璃塞后，上、下层分离的正确操作是：________________

ⅲ．图中存在的错误是：________________

（4）步骤④中NaOH加入的量是______________ （填“少量”或“过量”）

（5）实验中，取工业废料40.0g（ MgCO3的含量为42%），得到4.0g高纯氧化镁。该实验中高纯氧化镁的产率为____________（）

（6）高纯氧化镁可能具有如下性质和用途，正确的是____________

A．耐酸 B．耐碱 C．制耐火坩埚 D．制信号弹和焰火材料

Answer 1

【答案】 MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+ H2O B 分液漏斗 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁 过量 50% BC

【解析】试题分析：以工业制取高纯MgO为题材，重点考查离子方程式书写、氧化剂的选择、萃取和分液操作、化学计算等知识，考查考生对实验流程图的分析能力。制备流程中，废料在浓盐酸作用下，MgCO3、Fe和Al的氧化物溶解得到MgCl2、FeCl2、FeCl3、AlCl3，并通过过滤与不溶物分离。步骤②是将Fe2+氧化成Fe3+，再用有机溶剂萃取、分液分离出来。水溶液中的MgCl2、AlCl3用过量NaOH反应后得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2溶液，过滤分离后，利用Mg(OH)2制备MgO。（1）步骤①中Mg2+是MgCO3与盐酸反应的生成物。正确答案：MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+ H2O。（2）步骤②是利用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，该氧化过程中没用引入其他杂质。选项中A与C不具有氧化性，不能替代H2O2，A、C均错误。C、Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+且不会引入杂质，C正确。D、KMnO4能够氧化Fe2+，但是还原生成的Mn2+会在最后沉淀生成Mn(OH)2而与Mg(OH)2混合，导致产品不纯，正确答案：C。（3）这是一个萃取分液过程，使用的仪器是分液漏斗，萃取静置后，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，图中分液漏斗下端应当与烧杯内壁靠在一起。正确答案：分液漏斗 、 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 、分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁。（4）步骤④需要将生成的Al(OH)3 溶解，所以要使用过量的NaOH。正确答案：过量。（5）废料中MgCO3质量m=40.0g×42%=16.8g，n(MgCO3)=16.8g÷84g·mol-1=0.2mol，理论上可以得到MgO 0.2mol，MgO产率为4.0g÷(0.2mol×40g·mol-1)×100%=50%。正确答案：50%。（6）高纯氧化镁具有氧化镁的所有性质。A、MgO能够与酸反应，不具有耐酸性，A错误。B、MgO不能与碱反应，所以具有耐碱性，B正确。C、MgO的熔点高，可以制耐火坩埚，C正确。D、MgO没有特征的焰色反应，不适合制信号弹，也不适合制焰火材料，D错误。正确答案：BC。