Question

10．氧化镁可用于治疗胃酸过多，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）该流程中进行了两次过滤操作，该操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）滤渣2的成分是Fe（OH）₃ （填化学式）．
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$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：

①D中收集的气体可以是CO（填化学式）．
②B中盛放的溶液可以是d（填字母）．
a NaOH 溶液      b Na₂CO₃溶液      c 稀硝酸      d 酸性KMnO₄溶液．

Answer 1

分析 菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂O、FeCO₃+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O+CO₂↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入双氧水，亚铁离子被氧化生成铁离子，离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入氨水，并调节溶液的pH为4左右，发生的离子反应为Fe³⁺+3NH₃．H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，铁离子转化为沉淀，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，
（1）过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）双氧水能氧化亚铁离子生成铁离子，自身被还原生成水；
（3）滤渣2的成分是氢氧化铁；
（4）①不溶于水的气体可以采用排水集气法收集；
②亚硫酸酸性大于二氧化碳，为了分步吸收气体，应该先吸收二氧化硫，后吸收二氧化碳，用饱和碳酸氢盐溶液或强氧化性的高锰酸钾溶液吸收二氧化硫．

解答 解：菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂O、FeCO₃+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O+CO₂↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入双氧水，亚铁离子被氧化生成铁离子，离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入氨水，并调节溶液的pH为4左右，发生的离子反应为Fe³⁺+3NH₃．H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，铁离子转化为沉淀，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，
（1）用烧杯盛放溶液，用玻璃棒引流，用漏斗分离溶液和固体，所以过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）双氧水能氧化亚铁离子生成铁离子，自身被还原生成水，离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）滤渣2的成分是Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（4）①不溶于水的气体可以采用排水集气法收集，只有CO不溶于水，所以D收集到的气体是CO，故答案为：CO；
②亚硫酸酸性大于二氧化碳，为了分步吸收气体，应该先吸收二氧化硫，后吸收二氧化碳，用饱和碳酸氢盐溶液或强氧化性的高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，
a．NaOH溶液和二氧化碳、二氧化硫都反应，不能实现目的，故错误；      
b．Na₂CO₃溶液和二氧化碳、二氧化硫都反应，不能实现目的，故错误；      
c．稀硝酸和二氧化碳、二氧化硫都不反应，不能实现目的，故错误；      
d．酸性KMnO₄溶液和二氧化碳不反应，和二氧化硫反应，所以能实现目的，故正确；
故选d．

点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查物质性质及物质分离提纯，熟悉物质性质及物质分离提纯方法是解本题关键，明确流程图中发生的反应及基本操作，题目难度不大．