Question

3．人类利用金属矿物历史久远．
（1）现代冶炼技术用CO与赤铁矿石反应来冶炼生铁，请写出该反应的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）某矿石由MgO、Fe₂O₃、CuO和SiO₂组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图所示：

①溶液A中共含有4种阳离子；
②在溶液A中加入熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金属阳离子转化为沉淀，该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表．为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，溶液B的pH可允许的范围为是6.7≤pH＜8.6；

氢氧化物	Fe（OH）3	Cu（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀的pH	1.5	4.2	8.6
完全沉淀的pH	3.2	6.7	11.1

③溶液B中一定含有的溶质为MgCl₂、CaCl₂（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可．
（2）本题考查碱的制备．组成矿石的四种氧化物中仅SiO₂不与盐酸反应，其余三种均能反应：
MgO+2HCl═MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O、CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O，溶液A的pH＜1，说明反映后溶液呈强酸性，盐酸过量，因此溶液A中的阳离子有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺；要使Mg（OH）₂纯度高、损失少，必须把pH控制在氯化铜能完全沉淀、但氯化镁不能沉淀的范围内，即6.7＜pH＜8.6的范围内；溶液B中一定有氯化镁．

解答 解：（1）工业上用一氧化碳还原赤铁矿石（主要成分为氧化铁）炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故答案为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）①溶液A中共含有4种阳离子，它们是Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺；
故填：4．
②为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，溶液B的pH可容许的范围为6.7～8.6，即必须把pH控制在氯化铜能完全沉淀、但氯化镁不能沉淀的范围内．
故填：6.7≤pH＜8.6；
③当B溶液的pH在6.7～8.6时，铜离子已经完全沉淀，镁离子没有形成沉淀，所以溶液B中一定含有的溶质为氯化镁和反应生成的氯化钙，化学式分别是MgCl₂、CaCl₂．
故填：MgCl₂、CaCl₂．

点评 化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握观察实验现象的方法．