题目内容

12.镁及其化合物在工业上有许多用途.以氯碱工业的“一次盐泥”(含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分)为原料制备七水合硫酸镁(MgSO4•7H2O)的工艺流程图如图所示:

(1)写出盐泥中的CaSiO3与硫酸反应的化学方程式:CaSiO3+H2SO4=H2SiO3+CaSO4.为提高硫酸与盐泥的反应速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有加热、搅拌等方法(写出两条).
(2)“沉淀1”的主要成分是H2SiO3、CaSO4(写化学式).
(3)加NaClO溶液是氧化Fe2+和Mn2+,“沉淀2”中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3.NaClO溶液将Mn2+氧化为MnO2的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+.
(4)“沉淀3”是(写电子式).
(5)“操作X”共有五步操作,第一步操作是蒸发浓缩,其作用是增大硫酸镁溶液的浓度,使其接近饱和状态,便于硫酸镁晶体析出.

分析 一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分,加入硫酸反应生成硫酸镁,硫酸钙,硫酸铁,硫酸铝,硫酸锰,会把碳酸盐和硅酸盐转化为溶于水的硫酸盐,得到的沉淀1主要为H2SiO3、CaSO4,过滤,滤液加入次氯酸钠是为了氧化锰离子为二氧化锰,同时溶液中Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,所以沉淀2为MnO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,过滤,在滤液中加入氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀,所以沉淀3为Mg(OH)2,氢氧化镁中加入硫酸得到硫酸镁溶液,将溶液经过加热浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等操作,获得MgSO4•7H2O晶体,据此答题;

解答 解:一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分,加入硫酸反应生成硫酸镁,硫酸钙,硫酸铁,硫酸铝,硫酸锰,会把碳酸盐和硅酸盐转化为溶于水的硫酸盐,得到的沉淀1主要为H2SiO3、CaSO4,过滤,滤液加入次氯酸钠是为了氧化锰离子为二氧化锰,同时溶液中Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,所以沉淀2为MnO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,过滤,在滤液中加入氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀,所以沉淀3为Mg(OH)2,氢氧化镁中加入硫酸得到硫酸镁溶液,将溶液经过加热浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等操作,获得MgSO4•7H2O晶体,
(1)CaSiO3与硫酸反应的化学方程式为CaSiO3+H2SO4=H2SiO3+CaSO4,根据影响反应速率的因素可知,为提高硫酸与盐泥的反应速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有加热、搅拌等方法,
故答案为:CaSiO3+H2SO4=H2SiO3+CaSO4;加热、搅拌等方法;
(2)根据上面的分析可知,“沉淀1”的主要成分是H2SiO3、CaSO4,
故答案为:H2SiO3、CaSO4;
(3)根据上面的分析可知,沉淀2为MnO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,NaClO溶液将Mn2+氧化为MnO2的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+,
故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+;
(4)“沉淀3为Mg(OH)2,其电子式为,
故答案为:;
(5)“操作X”共有五步操作,第一步操作是蒸发浓缩,其作用是增大硫酸镁溶液的浓度,使其接近饱和状态,便于硫酸镁晶体析出,
故答案为:增大硫酸镁溶液的浓度,使其接近饱和状态,便于硫酸镁晶体析出.

点评 本题考查物质的制备、除杂,涉及化学用语的书写以及沉淀的转化等知识,题目较为综合,有一定难度,本题注意流程的分析,考查学生的分析能力.

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2.NH3和NOx在催化剂作用下可转变为N2和H2O,这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法,为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气.某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率.(已知:浓硫酸在常温下不氧化NO气体).

(1)装置③可以选的干燥剂为:b(选填序号,下同);
a.浓硫酸    b.碱石灰    c.无水氯化钙
(2)若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂,你会选择图2B或C装置来制取氨气;所选装置中盛放生石灰的仪器名称是锥形瓶.
(3)写出装置⑤中反应的化学方程式6NO+4NH3$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N2+6H2O;该反应中的氧化剂是NO.
(4)实验室在用装置D制取较纯NO过程中,先在试管中加入2~3粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用产生二氧化碳排尽装置中的空气,防止氧化NO.
(5)实验完成后,检验装置⑥中NH4+的存在需要浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸.
(6)已知NO与FeSO4溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO4,装置⑥中,没有将进气导管直接插入浓硫酸中,而是接了一小段玻璃管,小段玻璃管的作用是防倒吸;装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽,若氨气未除尽观察到⑦中的实验现象是⑦中溶液变浑浊.
(7)化学是一门以实验为基础的科学,下列叙述正确的是③⑥(填写序号).
①将0.2mol•L-1FeCl3溶液滴加到沸水中,然后继续加热并不断搅拌可制得氢氧化铁胶体.
②检验氧化铁中的氧化亚铁,先用硫酸溶液溶解,然后加入盐酸酸化的高锰酸钾溶液.
③用NaOH固体配制100g 10%的氢氧化钠溶液时,用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、量筒和胶头滴管.
④托盘天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量仪器均标有0刻度线.
⑤除去CO2中HCl,可将混合气体通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶.
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口伴有白雾.
⑦加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,则试样中一定有CO32-.

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