Question

2．蛇纹石矿可以看做由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂组成．某实验小组设计如下流程欲分别制得单质Mg、Fe、Al和Si．

有关氢氧化物沉淀时的pH见如表：

金属阳离子	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物完全沉淀时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Mg2+	9.4	11.6

请回答下列问题：
（1）滤液A中含有的阳离子有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、H⁺；
（2）操作④中生成沉淀G的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）由G反应生成Al₂O₃的反应方程式2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（4）操作⑤中调节pH=5～6时，可以用到的试剂为c（填字母）．
a．NaOH溶液　　　　 　b．氨水           c．MgO
（5）由滤液H制取金属Mg的流程如下：
滤液H$\stackrel{加热浓缩}{→}$$\stackrel{冷却结晶}{→}$MgCl₂•6MgCl₂-→Mg
该流程中由MgCl₂冶炼Mg的方法是电解．

Answer 1

分析 蛇纹石矿加盐酸溶解，发生反应的化学方程式为MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，SiO₂不与盐酸反应，以固体形式先除去，因此，不溶物B为SiO₂，滤液A中除了Mg²⁺外，还有的金属离子是Al³⁺和Fe³⁺，加入过量烧碱，滤液E为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝，用电解法冶炼可生成铝；沉淀D为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，加入过量盐酸生成氯化铁和氯化铝，调节溶液pH=5～6时，促进铁离子水解，生成氢氧化铁沉淀，滤液H为氯化镁溶液，在HCl氛围中加热、蒸发结晶可得MgCl₂•6H₂O，脱水生成MgCl₂，电解可得Mg，以此解答该题．

解答 解：（1）蛇纹石加过量盐酸溶解，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，所以滤液A中含有的阳离子有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、H⁺，
故答案为：Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、H⁺；
（2）偏铝酸根离子和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）氢氧化铝加入分解生成氧化铝，反应的方程式为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，故答案为：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（4）操作⑤中加入的物质能和盐酸反应，且不引进新的杂质，氧化镁、氢氧化镁难溶于水，但能与酸反应，可起调节pH作用，
故答案为：c；
（5）镁是活泼金属，应采用电解其熔融盐的方法冶炼，所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，反应方程式为：MgCl₂ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑，
故答案为：电解．

点评 本题物质的制备，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目涉及元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时不仅需熟知物质间的反应原理，还需灵活运用于实验的设计，题目难度中等．