Question

蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物的总称，因其颜色青绿相间酷似蛇皮而得名。蛇纹石可以看作由MgO、FeO和Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。工业上由蛇纹石制取碱式碳酸镁产品的流程如下：

（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg^2＋、Al³⁺外，还含有的金属离子是________。
（2）向Ⅰ中加入H₂O₂的作用是                 ，有关离子方程式              ，加入Ca(OH)₂时，       需要控制溶液pH在7～8之间(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	1.5	3.3	9.4

若pH＞8可能导致的后果                                             。
（3）沉淀物A可作为提取红色颜料的原料，若向沉淀物A中加入           溶液，然后过滤、洗涤、    _________（填写实验操作名称)，即可获得红色颜料，实现废物的综合利用。
（4）若产品的化学式用aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O表示，现称取18.2 g产品并使之完全分解，收集到3.36L CO₂（标准状况下）和8.0 g MgO，通过计算确定产品的化学式中：a＝________，b＝________，c＝________。

Answer 1

（1）Fe²⁺、Fe³⁺
（2）将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；；Al（OH）₃溶解；Mg²⁺沉淀
（3）NaOH溶液
（4）3；1；3

解析试题分析：（1）蛇纹石矿可以看做MgO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成，蛇纹石加盐酸溶解后，MgO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，而SiO₂和HCl不反应，不能溶解，故溶液里除了Mg^2＋、Al³⁺外，还含有Fe²⁺、Fe³⁺；（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg²⁺外，还含有Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺杂质，需除去，故向Ⅰ中加入H₂O₂的作用是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺然后除去，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：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。（4）m（样品）=18.2g，n（CO₂）=0.15mol，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O （a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，根据质量守恒得：m（H₂O）=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，则m（MgO）═0.2mol，n（CO₂）═0.15mol，n（H₂O）═0.2mol，得a：b：c=0.15：0.05：0.15=3：1：3。
考点：考查铁、铝、硅等化合物的性质及化学式计算等内容。