题目内容

1．蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成．由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图所示：

查阅资料：1．几种物质沉淀和溶解时的pH如下表
氢氧化物溶液pH
开始沉淀沉淀完全沉淀开始溶解沉淀完全溶解
Fe（OH）32.33.4沉淀不溶沉淀不溶
Al（OH）33.35.27.812.8
Mg（OH）28.611.1沉淀不溶沉淀不溶
2．难溶性碱加热会生成两种氧化物，各元素化合价都不变．
探究一：制取碱式碳酸镁
（1）在操作Ⅰ中发生的中和反应是Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O（用化学方程式表示）．
（2）进行操作Ⅰ时，需控制溶液pH=6～7，Ca（OH）2不能过量．若Ca（OH）2过量，可能导致Al（OH）3溶解、Mg（OH）2沉淀．
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入NaOH（填入
物质的化学式），然后过滤、洗涤、灼烧（依次填写实验操作名称）．
探究二：确定产品碱式碳酸镁（m MgCO3•n Mg（OH）2•x H2O）的组成，组装如图1仪器：
实验测得：硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g，C处浓H2SO4增重0.9g，D处碱石灰增重1.76g．
（1）仪器连接后，需要进行的操作是检验装置气密性；
（2）A框中装置的作用是除去鼓入空气中的二氧化碳和水蒸气；
（3）通过计算写出碱式碳酸镁的化学式．（请写出计算过程）4MgCO3•Mg（OH）2•4H2O
【交流与反思】
（1）若将E框中的装置去掉，对实验结果的影响是m值偏大，x值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）已知碳酸镁和氢氧化镁在不同的温度下受热易分解为氧化物．为精确测定此碱式碳酸镁受热分解过程中时间与剩余固体质量的关系，结合以上数据，作出图2坐标系，试回答．
①t4～t5时间段固体的化学式为Mg（OH）2和MgO；
②t5～t6时间段发生反应的方程式为Mg（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2O．

分析 探究一：（1）根据盐酸和氢氧化钙会发生中和反应生成氯化钙和水进行分析；
（2）根据氢氧化钙过量时，溶液碱性增强，Al（OH）3会溶解，从氢氧化物沉淀的pH表中可看出，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀进行分析；
（3）根据红色氧化物为Fe2O3，应先将其中含有的少量Al（OH）3除去，除去Al（OH）3的方法是利用它能溶于强碱的性质进行分析；
探究二：（1）根据组装好仪器后，盐检验装置气密性进行分析；
（2）根据浓硫酸和氢氧化钠固体的化学性质进行分析；
根据装置中的空气中含有二氧化碳和水蒸气进行分析；
（3）根据硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g，C处浓H2SO4增重0.9g，D处碱石灰增重1.76g进行分析；
【交流与反思】
（1）根据碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳和水蒸气进行分析；
（2）根据剩余固体在坐标系中的变化数据进行分析．

解答 解：探究一：（1）盐酸和氢氧化钙会发生中和反应生成氯化钙和水，化学方程式为：Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O；
（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2O=?Fe（OH）3+3H+和Al3++3H2O=?Al（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失，所以可能导致Al（OH）3溶解，Mg（OH）2沉淀；
（3）从实验步骤图知：沉淀混合物为Fe（OH）3和Al（OH）3，红色氧化物是沉淀物Fe（OH）3分解后得到的Fe2O3，所以得先加碱把Al（OH）3除掉，反应为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后过滤、洗涤、灼烧即可；
探究二：（1）仪器连接后，需要进行的操作是：检验装置气密性；
（2）浓硫酸有吸水性，氢氧化钠溶液可以吸收空气中的二氧化碳，避免对后面检验二氧化碳、水造成干扰，所以A框中装置的作用是：除去空气中的二氧化碳和水；
（3）硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g，C处浓H2SO4增重0.9g，所以m（H2O）=0.9g，D处碱石灰增重1.76g，所以m（CO2）=1.76g，
mMgCO3nMg（OH）2xH2O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$（m+n）MgO+mCO2↑+（n+x）H2O↑，
                            80（m+n）  44m      18（n+x）
                              2g     1.76g        0.9g
      
                      解之得：m=4，n=1，x=4，
所以碱式碳酸镁的化学式为：4MgCO3•Mg（OH）2•4H2O；
【交流与反思】
（1）将E框中的装置去掉，空气中的二氧化碳和水蒸气会增加碱石灰和浓硫酸的质量，所以对实验结果的影响是m值偏大，x值偏大；
（6）通碱式碳酸镁在分解时先失去结晶水，然后碳酸镁开始分解，最后氢氧化镁开始分解，所以t4～t5时间段固体为：Mg（OH）2和MgO；
t5～t6时间段发生的反应是氢氧化镁在加热的条件下生成氧化镁和水，化学方程式为：Mg（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2O．
故答案为：探究一：（1）Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O；
（2）Al（OH）3，Mg（OH）2；
（3）NaOH，过滤、洗涤；
探究二：（1）检验装置气密性；
（2）除去空气中的二氧化碳和水；
（3）4MgCO3•Mg（OH）2；
【交流与反思】（1）偏大，偏大；
（2）①Mg（OH）2和MgO；
②Mg（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2O．

点评 题主要考查了元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时不仅需熟知物质间的反应原理，还需灵活运用于实验的设计，难度较大．

练习册系列答案
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11．下列一些物质的自我介绍，其中介绍自己化学性质的是（　　）
A． 
 我是紫红色固体		B． 
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C．
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12．生活中“衣食住行”各个方面都离不开化学，请回答下列问题：
（1）小明查看校服标签，发现其主要成分为涤纶，请写出涤纶的优点和缺点；优点：耐磨、耐腐蚀；缺点：吸水透气性差
（2）小明在自己家厨房中发现了加碘食盐，在食盐中加碘的作用是防止得甲状腺疾病
（3）小明家以前用液化石油气（主要成分C3H8、C4H10），现在改为天然气，大大方便了生活，他家的燃气泄漏报警器位置应如何改动由燃气灶的下方改到燃气灶的上方；
（4）汽车的普及方便我们出行，但是随之而来的污染也很严重，为了减少污染，小明应向汽车制造厂家提出的合理化建议是在排气管道口处加催化净化装置．
9．请结合下列实验常用的装置，回答有关问题．
　
（1）写出仪器a的名称长颈漏斗．
（2）若用高锰酸钾制取氧气，选用的发生装置是A（填“A”、“B”或“C”），在加入药品前，应首先检查装置气密性．该反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；．
（3）若要制取二氧化碳，在B装置中装有石灰石，那么a中应加入稀盐酸．其反应化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．若要检验二氧化碳，除发生装置外，还应选用D装置，并在该装置中盛放澄清石灰水（填写试剂名称）．如果用E装置收集该气体，则气体从b端进入（填“b”或“c”）．
（4）实验室用块状固体和液体在常温下制取气体，若将B装置改为C装置，其优点是控制反应的速度（答出一点即可）．
（5）试管是初中化学实验中最常见的仪器，在不同的化学实验中管口的朝向可能不同．图所示是几种常见朝向．

请仿照示例从图中另选两种试管口的朝向，并具体说明其在化学实验中的应用．
示例：试管口略向下倾斜，应用在给固体药品加热的实验中．
举例1：试管口向上倾斜45°，可做加热液体的实验．
举例2：试管水平放置可以用来做铁锈蚀条件的探究实验..
16．下列运动设施和器材中没有用到合成材料的是（　　）
A．塑胶跑道B．化纤球网C．钢制双杠D．海绵护垫
6．生活中的下列现象，不包括化学变化的是（　　）
A．牛奶久置后产生酸味B．新买的家具散发出难闻的气味
C．铜在空气中久置产生铜绿D．铁制水龙头滴水处发黄
13．生活或生产事例中，主要过程为化学变化的是（　　）
A．海水晒盐B．电池放电C．冰雪消融D．干冰升华
10．在被中央电视台曝光的食品安全事件中，一定涉及到有化学变化的是（　　）
A．用淀粉、蔗糖、奶香精等掺和成“假奶粉”
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