题目内容
【题目】工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3含少量FeCO3)为原料制备金属镁的实验流程如下:
已知:一些金属离转化为氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示
Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.3 | 6.5 | 9.4 |
完全沉淀时 | 3.7 | 5.2 | 9.7 |
请回答:
(1)上述流程中H2O2的作用是:_____________
(2)滤渣2的主要成分为:_______________；溶液2中的主要溶质为:__________________。
(3)通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全，为保证Mg2＋沉淀完全，过程②中控制溶液的pH至少为__________________(保留小数点后一位)(已知Mg(OH)2的Ksp＝2×10-11，lg2＝0.3)
(4)已知MgCl2·6H2O受热时发生水解:MgCl2·6H2O＝Mg(OH)Cl＋HCl↑＋H2O，过程③应该如何操作才能得到无水MgCl2__________________
(5)写出过程④中发生反应的化学方程式:____________________________________
【答案】将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)3 (NH4)2SO4 11.2 在干燥氯化氢气流保护下加热分解 MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
【解析】
菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)用稀硫酸酸浸，除去不溶物，得到的滤液为硫酸镁、硫酸亚铁的酸性溶液，加入过氧化氢将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加入氢氧化镁调节pH沉淀其中的铁离子，过滤，滤渣2为氢氧化铁，溶液1主要为硫酸镁，加入氨水沉淀得到氢氧化镁，溶液2的主要成分为硫酸铵，用盐酸将氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl26H2O，在干燥氯化氢酸性气流保护下加热分解得到氯化镁，电解熔融态的氯化镁得到Mg：MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑，据此分析作答。
（1）由上述分析可知，加入双氧水的作用是：将Fe2+氧化为Fe3+；
（2）根据分析滤渣2的主要成分为Fe(OH)3；溶液2中的主要溶质为(NH4)2SO4；
（3）已知Mg(OH)2的Ksp=2×10-11，Mg2+沉淀完全时，溶液中
，故
，即pH=-lgc(H+)=11.2，为保证Mg2+沉淀完全，过程②中控制溶液的pH至少为11.2；
（5）加热过程中，MgCl2水解生成的HCl易挥发，导致最终得到Mg(OH)2，因此为抑制其水解，将MgCl26H2O在干燥氯化氢酸性气流保护下加热分解能得到无水MgCl2；故答案为：在干燥氯化氢气流保护下加热分解；
（6）由上述分析可知，过程④中发生反应的化学反应为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
【题目】某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图 1 所示。 从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计（完成表中空格）：
编号 | 实验目的 | 碳粉/g | 铁粉/g | 醋酸/% |
① | 为以下实验作参照 | 0.5 | 2.0 | 90.0 |
② | ______________ | 0.5 | ____________ | 36.0 |
③ | 碳粉含量的影响 | 0.2 | 2.0 | 90.0 |
（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图 2。 t2 时，容器中压强明显小于起始压强， 其原因是铁发生了_____腐蚀， 请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向_____；此时，碳粉表面发生了_____(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_____。
（3）该小组对图 2 中 0～t1 时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：_____。
