题目内容

2．碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体，工业上从弱碱性卤水（主要成分为MgCl2）中获取MgCO3•3H2O的方法如图1：
（1）写出沉淀过程的离子方程式：Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓
（2）沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示，沉淀过程的操作为c （填序号）

a．向卤水中滴加NaOH溶液，同时通入CO2
b．向NaOH溶液中滴加卤水，同时通入CO2
c．向卤水中通入CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2
d．向NaOH溶液中通入CO2至饱和，然后滴加卤水，同时继续通入CO2
（3）沉淀过程的c（Mg2+）随时间的变化如图3所示，不同温度下所得到的沉淀产物如图4所示，沉淀过程应选择的温度为313K，理由是：较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，提高Mg2+的沉淀率，但温度过高易生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O．
（4）在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为：取最后一次洗涤滤液，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤干净．

分析 从弱碱性卤水（主要成分为MgCl2）中获取MgCO3•3H2O，在卤水中加氢氧化钠并通入二氧化碳得碳酸镁晶体沉淀，经洗涤、烘干、得MgCO3•3H2O，
（1）沉淀过程中生成MgCO3•3H2O↓，根据电荷守恒和元素守恒书写反应的离子方程式；
（2）根据图1可知，沉淀过程的pH随时间的变化是先变小后增大，然后保持在9-10之间左右，而溶液起始的PH值在7-8左右，据此判断；
（3）根据图2可知，较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，根据图3可知，323K时，Mg2+生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O沉淀；
（4）在洗涤步骤中，沉淀是从含有氯离子的溶液中析出的，所以可以通过检验氯离子判断产物洗涤是否干净．

解答 解：（1）沉淀过程中生成MgCO3•3H2O↓，反应的离子方程式为Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓，
故答案为：Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓；
（2）根据图1可知，沉淀过程的pH随时间的变化是先变小后增大，然后保持在9-10之间左右，而溶液起始的PH值在7-8左右，所以沉淀过程的操作为向卤水中通入CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2，故选c；
（3）根据图2可知，较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，根据图3可知，323K时，Mg2+生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O沉淀，所以选择的温度为313K，理由是较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，提高Mg2+的沉淀率，但温度过高易生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O，
故答案为：313K；较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，提高Mg2+的沉淀率，但温度过高易生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O；
（4）在洗涤步骤中，沉淀是从含有氯离子的溶液中析出的，所以可以通过检验氯离子判断产物洗涤是否干净，所以表明产物洗涤干净的操作为取最后一次洗涤滤液，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤滤液，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤干净．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高考考点，准确理解工业原理、掌握实验基本操作为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．

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