题目内容

19．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图1：
（1）试剂X为H2O2（填化学式），发生反应的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O．
（2）滤渣2的成分是Fe（OH）3（填化学式）．
（3）操作3包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作，在此过程中玻璃棒的作用是①③（填代号）
①引流  ②搅拌加速溶解  ③搅拌使溶液受热均匀，防止暴沸
（4）煅烧过程存在以下反应：

2MgSO4+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑
利用图2装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．
①D中收集的气体是CO（填化学式）．
②B中盛放的溶液可以是c（填字母）．
a．NaOH溶液  b．Na2CO3溶液  c．KMnO4溶液  d．稀硝酸
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O．

分析 菱镁矿加入过量的硫酸溶解，过滤得到滤液中含有MgSO4、FeSO4及剩余的硫酸，滤液中加入试剂X是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，再加入试剂Y，调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，再过滤除去，整个过程不能引入新杂质，故试剂X最好为H2O2，被还原得到水，试剂Y为MgO、MgCO3等，滤液2中含有硫酸镁，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸镁晶体，硫酸镁与木炭煅烧得到MgO．
（1）过氧化氢在酸性条件下将溶液中Fe2+氧化为Fe3+；
（2）加入试剂Y，调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，再过滤除去；
（3）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，在此过程中用玻璃棒搅拌使溶液受热均匀，防止暴沸，过滤中需要引流；
（4）煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S（蒸汽），产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，应通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集．

解答 解：菱镁矿加入过量的硫酸溶解，过滤得到滤液中含有MgSO4、FeSO4及剩余的硫酸，滤液中加入试剂X是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，再加入试剂Y，调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，再过滤除去，整个过程不能引入新杂质，故试剂X最好为H2O2，被还原得到水，试剂Y为MgO、MgCO3等，滤液2中含有硫酸镁，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸镁晶体，硫酸镁与木炭煅烧得到MgO．
（1）由上述分析可知，试剂X为H2O2，过氧化氢在酸性条件下将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，反应离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，
故答案为：H2O2；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
（2）加入试剂Y，调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，再过滤除去，滤渣2为Fe（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3；
（3）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，在此过程中用玻璃棒搅拌使溶液受热均匀，防止暴沸，过滤中需要引流，
故答案为：蒸发浓缩、过滤；①③；
（4）煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S（蒸汽），产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，应通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集．
①D中收集的气体是CO，故答案为：CO；
②a．NaOH溶液吸收二氧化硫、二氧化碳，故错误
b．碳酸钠可以吸收二氧化硫，且生成二氧化碳，故错误；
c．KMnO4具有强氧化性，可以氧化吸收二氧化硫，故正确；
d．硝酸具有强氧化性，氧化吸收二氧化硫，但硝酸被还原为氮的氧化物，故错误，
故答案为：c；
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为：3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O，
故答案为：3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O．

点评 本题考查物质制备方案、化学实验、物质的分离提纯、对操作及试剂的分析评价等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实基础与知识迁移运用能力，难度中等．

练习册系列答案
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7．某实验过程如图所示：下列有关图③中出现的现象及解释合理的是（　　）
A．铜片溶解，因铜与稀H2SO4反应生成SO2
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体为H2
C．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
8．已知Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O把下列四种Na2S2O3溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L硫酸的锥形瓶中，并加水稀释到50mL，其中出现浑浊最快的是（　　）
A．20℃，20mL、3mol/L的Na2S2O3溶液B．10℃，10mL、4mol/L的Na2S2O3溶液
C．10℃，30mL、2mol/L的Na2S2O3溶液D．20℃，10mL、4mol/L的Na2S2O3溶液
7．甲酸钠广泛用作催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，还可用于生产保险粉、草酸和甲酸．用电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO2、H2S、N2、CH4等）其合成部分工艺流程如下：

（1）上述工艺用碱液洗涤的目的是除去其中的CO2、H2S等酸性气体，可能发生的反应有CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、H2S+2NaOH=Na2S+2H2O（列举两例）．
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（3）合成时，得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，合成塔反应液中分离出HCOONa•2H2O的主要步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，再经洗涤干燥得到．
（4）甲酸钠高温时分解制取草酸钠的化学方程式为2HCOONa$\stackrel{高温}{→}$NaOOCCOONa+H2↑．
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14．下面是印刷电路板的生产及其废液的处理的流程简图．请按要求填空：

（1）镀铜电路版制成印刷电路版的离子方程式为2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+；固体1的化学成分是Fe、Cu（填化学式）．
（2）反应①的化学方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；要检验废液中是否含有Fe3+所需的试剂是KSCN（填化学式）溶液．
（3）反应④的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
4．某混合物A，含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的变化．


请回答下列问题．
（1）操作I的名称是过滤．
（2）E的化学式为NH3．H2O、（NH4）2SO4．
（3）写出沉淀C→溶液的离子方程式Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
11．由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝．工艺流程如下：（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃时升华）

（1）精炼前，需消除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质．相关的化学方程式为①Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe和②3SiO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al2O3+3Si；
（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去．气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl、AlCl3；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在NaCl；
（3）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；H++OH-═H2O；
（4）镀铝电解池中，金属铝为阳极．熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在，铝电极的主要电极反应式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-．
8．氨与重水（D2O）形成的碱与盐酸反应，这一反应生成的盐中阳离子的化学式是（　　）
A．NH3D+B．NH2D2+C．ND3H+D．NH4+
9．一定量的乙醇在氧气不足情况下燃烧，得到CO、CO2和H2O的总质量为27.6g，其中水的质量为10.8g，则CO的质量为（　　）
A．1.4gB．2.2gC．2.8gD．4.4g

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