3.(2011浙江高考13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离 子浓度(mol/L) |
Na+ |
Mg2+ |
Ca2+ |
Cl― |
![]() |
0.439 |
0.050 |
0.011 |
0.560 |
0.001 |
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变。
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
下列说法正确的是
A.沉淀物X为CaCO3
B.滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
解析:步骤①发生Ca2++OH―+CaCO3↓+H2O;步骤②:Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6。Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=10-8<Ksp,无Ca(OH)2析出。
A.正确。生成0001 mol CaCO3。
B.错误。剩余c(Ca2+)=0.001 mol/L。
C.错误。c(Mg2+)=5.6×10-6<10-5,无剩余,
D.错误。生成0.05 mol Mg(OH)2,余0.005 mol OH―,Q[Ca(OH)2]=0.01×0.0052=2.5×10-7<Ksp,无Ca(OH)2析出。
答案:A
[评析]本题考察方式很新颖,主要考察溶度积的计算和分析。解题时要能结合溶度积计算,分析推断沉淀是否产生,要求较高。
答案:BD
17.(09广东化学22)(12分)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
PH |
3.2 |
5.2 |
12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备
:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
。除去产品中该杂质的方法是:
。
答案:
(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)
(2)Fe(OH)3 Al(OH)3
(3)Na2SO4
(4)①在某一时NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大;NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。
②降温前溶液中NaCl以达饱和;降低过程中NaCl溶解度会降低 ,会少量析出。重结晶。
解析:
浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤,滤液中主要溶质是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH,在调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3 Al(OH)3,此时滤液中阴离子主要是SO42-,加入NaOH后Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行;同样是依据①的原理,在降温的过程中,Mg(ClO3)2的溶解度不断减小,从溶液中析出,在生成Mg(ClO3)2的过程中NaCl也不断生成,但因溶解度没有增加,所以也伴随Mg(ClO3)2析出;相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。