Question

10．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下：

（1）操作X的名称是过滤，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是使液体均匀受热，防止液体外溅．
（3）碳酸镁与稀硫酸反应的化学方程式为MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑；该反应属于复分解反应．
（4）加入双氧水氧化时，发生反应的化学方程式为：2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2X．则X的化学式为H₂O．
（5）煅烧过程存在以下反应：2MgSO₄+C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑；MgSO₄+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑；MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑．利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．

资料：酸性高锰酸钾能吸收二氧化硫；硫蒸气在A装置冷凝成固体．
①上述反应产生的气态氧化物中CO₂（填化学式）不会对空气造成污染．
②D中收集到的气体具有可燃性或还原性（填一种化学性质）．
③C中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（6）若直接煅烧100t含碳酸镁84%的菱镁矿，理论上可制得氧化镁多少？

Answer 1

分析 （1）根据碳酸镁和硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳进行分析；
（2）根据质量守恒定律进行分析；
（3）根据氨水显碱性铁离子和氢氧根离子会生成氢氧化铁沉淀进行分析；
（4）根据实验室检验溶液pH值的方法进行分析；
（5）根据木炭和硫酸镁在高温的条件下生成氧化镁、二氧化碳和二氧化硫进行分析；
（6）根据反应的化学方程式结合数据计算．

解答 解：（1）操作X的名称是过滤，通过过滤把不溶于水的固体分离出来，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒．
故填：过滤；漏斗．
（2）蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是使液体均匀受热，防止液体外溅．
故填：使液体均匀受热，防止液体外溅．
（3）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑，属于复分解反应．
故填：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑；复分解．
（4）由2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2X可知，反应前后铁原子都是2个，硫原子都是3个，反应前氧原子是14个，反应后应该是14个，其中2个包含在2X中，反应前氢原子是4个，反应后应该是4个，包含在2X中，因此每个X中含有2个氢原子和1个氧原子，是水，水的化学式为H₂O．
故填：H₂O．
（5）①上述反应产生的气态氧化物中，二氧化硫和一氧化碳能够污染环境，而二氧化碳不会对空气造成污染，二氧化碳的化学式是CO₂．
故填：CO₂．
②D中收集到的气体是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性、还原性．
故填：可燃性或还原性．
③C中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（6）设理论上可制得氧化镁质量为x，
因为MgCO₃～MgSO₄，MgSO₄～MgO，所以MgCO₃～MgO，
MgCO₃～MgO，
84             40
100t×84%   x
$\frac{84}{40}=\frac{100t×84%}{x}$
x=40t，
答：若直接煅烧100t含碳酸镁84%的菱镁矿，理论上可制得氧化镁40t．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的知识进行解答．