题目内容
卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子．以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如图：
已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去．若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
表2 化学试剂价格表
（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是 ，原因是 ．写出加入X发生反应的离子方程式 ．选择 （试剂）来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+．
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是 ．
（3）试剂Z应该是 ．
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 ．
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在仪器A中灼烧．A应放置于仪器B上灼烧，灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却．则B、C、D分别是 、 、 ．
已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去．若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
| 物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.6 |
| Mn（OH）2 | 8.3 | 9.8 |
| Mg（OH）2 | 9.6 | 11.1 |
| 试剂 | 价格（元/吨） |
| 漂液（含NaClO，25.2%） | 450 |
| 双氧水（含H2O2，30%） | 2400 |
| 烧碱（含98% NaOH） | 2100 |
| 纯碱（含99.5% Na2CO3） | 600 |
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是
（3）试剂Z应该是
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在仪器A中灼烧．A应放置于仪器B上灼烧，灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却．则B、C、D分别是
考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：为除去Fe2+，先将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入NaOH调节pH为9.8，然后在滤液中加入纯碱将Mg2+从溶液中以MgCO3沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg（OH）2，灼烧后得到MgO，
（1）依据图表数据和经济效益分析加入的试剂X的最佳选择；次氯酸钠具有氧化性在酸溶液中氧化 亚铁离子为铁离子，据此写出反应的离子方程式；根据Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe（CN）6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀解答；
（2）步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去；
（3）加入试剂Z后生成的沉淀，煮沸后生成沉淀和气体，则沉淀不可能为氢氧化镁，据此判断沉淀Z只能为碳酸钠；
（4）Z为碳酸钠，则沉淀B为碳酸镁，碳酸镁在加热条件下水解生成氢氧化镁和二氧化碳气体；
（5）步骤⑥为灼烧氢氧化镁制取氧化镁，根据实验室中正确的灼烧操作方法写出各仪器的名称．
（1）依据图表数据和经济效益分析加入的试剂X的最佳选择；次氯酸钠具有氧化性在酸溶液中氧化 亚铁离子为铁离子，据此写出反应的离子方程式；根据Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe（CN）6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀解答；
（2）步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去；
（3）加入试剂Z后生成的沉淀，煮沸后生成沉淀和气体，则沉淀不可能为氢氧化镁，据此判断沉淀Z只能为碳酸钠；
（4）Z为碳酸钠，则沉淀B为碳酸镁，碳酸镁在加热条件下水解生成氢氧化镁和二氧化碳气体；
（5）步骤⑥为灼烧氢氧化镁制取氧化镁，根据实验室中正确的灼烧操作方法写出各仪器的名称．
解答：
解：（1）步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+，并在控制合适的pH条件时生成Fe（OH）3沉淀而除之，虽然漂液和H2O2都可采用，但对比表2提供的原料价格可以看出，漂液比H2O2的价格低得多，所以选漂液最合理，流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；
含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe（CN）6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，离子方程式为：3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓，所以用可用K3[Fe（CN）6]溶液检验亚铁离子，
故答案为：漂液；漂液比H2O2的价格低得多；2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；K3[Fe（CN）6]溶液；
（2）步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，应加入NaOH，如加入纯碱，不能达到较高的PH，分析表1提供的数据：除去杂质离子合理的pH范围是3.7＜pH＜9.8，在此范围内，如果pH过高，就会有大量的Mg2+生成Mg（OH）2而进入沉淀中，从而导致生产成本的提高；为了兼顾产品质量和生产成本，选择pH=9.8最合理，当然此时Mg2+也会部分生成Mg（OH）2沉淀，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，以此保证产品的纯度，
故答案为：使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去；
（3）沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体，同时又生成沉淀物Mg（OH）2，则沉淀物B一定不是Mg（OH）2，所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱，
故答案为：纯碱；
（4）加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解，生成Mg（OH）2和CO2气体，反应的化学方程式为：MgCO3+H2O
Mg（OH）2↓+CO2↑，
故答案为：MgCO3+H2O
Mg（OH）2↓+CO2↑；
（5）步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁，应该在耐高温的坩埚中进行，坩埚应该放在泥三角上，取用泥三角需要使用坩埚钳，冷却坩埚时需要放在石棉网上，所以A、B、C、D分别为：坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网，
故答案为：泥三角；坩埚钳；石棉网．
含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe（CN）6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，离子方程式为：3Fe2++2[Fe（CN）6]3-═Fe3[Fe（CN）6]2↓，所以用可用K3[Fe（CN）6]溶液检验亚铁离子，
故答案为：漂液；漂液比H2O2的价格低得多；2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；K3[Fe（CN）6]溶液；
（2）步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，应加入NaOH，如加入纯碱，不能达到较高的PH，分析表1提供的数据：除去杂质离子合理的pH范围是3.7＜pH＜9.8，在此范围内，如果pH过高，就会有大量的Mg2+生成Mg（OH）2而进入沉淀中，从而导致生产成本的提高；为了兼顾产品质量和生产成本，选择pH=9.8最合理，当然此时Mg2+也会部分生成Mg（OH）2沉淀，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，以此保证产品的纯度，
故答案为：使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去；
（3）沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体，同时又生成沉淀物Mg（OH）2，则沉淀物B一定不是Mg（OH）2，所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱，
故答案为：纯碱；
（4）加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解，生成Mg（OH）2和CO2气体，反应的化学方程式为：MgCO3+H2O
| ||
故答案为：MgCO3+H2O
| ||
（5）步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁，应该在耐高温的坩埚中进行，坩埚应该放在泥三角上，取用泥三角需要使用坩埚钳，冷却坩埚时需要放在石棉网上，所以A、B、C、D分别为：坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网，
故答案为：泥三角；坩埚钳；石棉网．
点评：本题通过以卤块为原料制取轻质氧化镁的工艺流程，考查了物质制备实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握化学基本实验操作方法，明确物质制备实验方案设计原则，本题中合理分析制取流程、得出氧化镁的制备原理为解题的关键，试题综合性较强、涉及知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．
练习册系列答案
中考解读考点精练系列答案
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