题目内容
【题目】（9分）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流程如图所示：
（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是 。
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 |
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=6～7（有关氢氧化物沉淀的pH见上表），沉淀物A中含有 。该操作中Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量，溶液pH会升高，可能导致 溶解， 会沉淀析出。
（3）物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是 。
（4）确定产品碱式碳酸镁（mMgCO3nMg（OH）2xH2O）的组成。某同学组装仪器如图所示：
资料查询：MgCO3、Mg（OH）2受热易分解，各生成对应的两种氧化物。
实验测得：硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g，D处浓H2SO4增重0.9g，E处碱石灰增重1.76g，A装置中NaOH溶液的作用是 ；在实验中要持续通入空气，其目的是 ；通过计算可得碱式碳酸镁的化学式为4MgCO3Mg（OH）24H2O。若将F装置去掉，对实验结果的影响是m值 （填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同），x值 。
【答案】（1）Fe3+、Al3+
（2）氢氧化铁、氢氧化铝 Al（OH）3 ； Mg（OH）2
（3）CO2
（4）除去空气中的二氧化碳 使生成的二氧化碳和水蒸气能被驱赶出来，被浓硫酸和碱
石灰完全吸收 偏大 偏大
【解析】
试题分析：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去；
（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;
（3）从实验步骤图知：上述实验中，步骤Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸钙，碳酸钙分解可得到二氧化碳，作为第Ⅱ步的原料，碱式碳酸镁分解得到CO2，可以循环使用的物质是CaCO3或CO2 。
（4）氢氧化钠易与二氧化碳反应，故氢氧化钠溶液的作用是除去空气中的二氧化碳；由于反应会生成二氧化碳和水蒸气，在实验中要持续通入空气，其目的是使生成的二氧化碳和水蒸气能被驱赶出来，被浓硫酸和碱石灰完全吸收；F装置主要是吸收空气中的二氧化碳和水蒸汽，若没有该装置，那么E装置就会吸收空气中二氧化碳和水，导致质量偏大，即测定的二氧化碳的量偏大，生成的水的量偏大，即m和x均会偏大。
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综合自测系列答案
【题目】下列实验操作不能达到实验目的的是
选项 | 实验目的 | 实验操作 |
A | 除去CO2中少量的CO | 将混合气体通过灼热的氧化铜 |
B | 鉴别Cu和Fe3O4 | 观察颜色 |
C | 鉴别H2O 和H2O2溶液 | 分别取少量液体于试管中，加入MnO2 |
D | 除去KNO3中少量的NaCl | 将混合物先溶解再过滤，然后蒸发结晶 |