12.(15分)白云石的主要成分为CaCO3·MgCO3,还含有少量Fe、Si的化合物。实验室以白云石为原料制备Mg(OH)2及CaCO3。步骤如下:
实验过程中需要的数据见下表:
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氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Fe2+ |
7.0 |
9.0 |
Mg2+ |
9.5 |
11.0 |
请回答下列问题:
(1)溶液A中含有Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+,则试剂①可选择_________(填字母,下同);试剂②可选择_________;试剂③可选择_________。
(A)KMnO4(B)Cl2(C)MgO(D)CaO
(2)若要利用反应过程中生成的CO2,从溶液D中制取CaCO3,需要先通入的一种气体是_______,然后通入CO2。通入CO2气体应选择的最佳装置为_______(填字母)。
(3)根据表中提供的数据判断,Fe(OH)3、Fe(OH)2和Mg(OH)2的溶度积常数由小到大的排列顺序为________________________________。
(4)将制取的Mg(OH)2煅烧得到MgO,然后在还原炉(真空)中,1200℃条件下,用硅铁(铁不参与反应)还原生成镁蒸气。在还原过程中反应温度对生成金属镁的影响如下图:
煅烧Mg(OH)2所需要的仪器除三角架、酒精灯外,还必须选择___________。MgO与硅铁发生的反应达到平衡后,平衡常数表达式为_______________________。由图可知,还原反应的△H ____0(填“>”或“<”)。
11.(16分) 以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和氧化铁红颜料, 原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
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(1)①反应I前需在FeSO4 溶液中加入 ,以除去溶液中的Fe3+;
②反应I需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(2)①反应II所得的副产品是 ;试写出该副产品的一种用途为 。
②检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,
。
(3)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________________________________。实
验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有 。
(4)反应III常被用于电解生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极 发生的电极反应可表示为: 。
10.(15分)在常温下,某兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制取碳酸钠,流程如下:
在常温下,有关物质的溶解度为:
物质 |
NH4Cl |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaCl |
溶解度/g |
37.2 |
9.6 |
21.5 |
36.0 |
(1)操作Ⅲ中的实验操作名称为 ;
(2)操作I和操作II总反应的离子方程式为 ;
(3)操作I和II不能颠倒的原因 ;
(4)检验所得的碳酸钠粉末是否含有NaHCO,的实验方案是(写出操作步骤、现象、结论): ;
(5)为了测定所制取产物的纯度(假设杂质只有碳酸氢钠).该小组的实验步骤为:
i.使用下列装置组装实验装置,并检查气密性;
ii.称取Wg产品放入C装置的锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解
iii.称量D装置的质量为W1g
iv.从分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止
v.从a处缓缓鼓入一定量的空气,再次称量D装置质量为W2g。
vi.重复步骤v的操作,直到D装置的质量不再改变,称得D装置的质量为W2g。
根据上述实验回答如下问题:
①第i步,使用上述装置连接的接口顺序为:(b)→(e)(f)→( )( )→( )
②产物中碳酸钠的质量分数为(数字可不必化简)