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)3 | 2.3 | 3.4 | 沉淀不溶 | 沉淀不溶 |
| Al(OH)3 | 3.3 | 5.2 | 7.8 | 12.8 |
| Mg(OH)2 | 8.6 | 11.1 | 沉淀不溶 | 沉淀不溶 |
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.
| A. | 我是紫红色固体 | B. | 我在天然界中硬度最大 | ||
| C. | 我在常温下是气体 | D. | 我会生锈 |
| A. | 塑胶跑道 | B. | 化纤球网 | C. | 钢制双杠 | D. | 海绵护垫 |
| 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 |
| A. | 海水晒盐 | B. | 电池放电 | C. | 冰雪消融 | D. | 干冰升华 |
| A. | 用淀粉、蔗糖、奶香精等掺和成“假奶粉” | |
| B. | 用工业石蜡给瓜子上蜡“美容” | |
| C. | 用硫黄燃烧后的气体熏蒸粉丝 | |
| D. | 用酱色、水、盐等兑制成“假酱油” |
| A. | 甲烷和乙醇的组成元素相同 | B. | 纯碱和烧碱都含有氢氧根离子 | ||
| C. | 生理盐水和石蕊溶液都是混合物 | D. | 钙和铁都是人体必需的微量元素 |