题目内容

1．蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工程如下：
Ⅰ．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤，并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）
Ⅱ．提纯粗硫酸镁，将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol•L-1H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯．
Ⅲ．制取氢氧化镁，向步骤II所得溶液中加入过量氨水．已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
开始沉淀时1.53.36.59.4
沉淀完全时3.75.29.712.4
请回答：
（1）步骤Ⅱ中加入适量的0.1mol•L-1H2O2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+；可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是A（填字母序号）
A．MgO       B．Na2CO3        C．蒸馏水           D．NaOH
（2）工业上常以Mg2+的转化率为考查指标，确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件．其中，反应温度与Mg2+转化率的关系如图所示．

①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为Mg2++2NH3•H2O═Mg（OH）2↓+2NH4+．根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系，可判断此反应是吸热（填“吸热”或“放热”反应）
②图中，温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降．

分析 （1）步骤Ⅱ中加入适量的H2O2，将溶液中Fe2+氧化成Fe3+，再调节溶液pH至7～8，加入试剂和酸反应提高溶液pH，使Fe3+、Al3+等杂质离子沉淀分离除去，试剂不能引入新的杂质分析；
（2）①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁是用氨水沉淀镁离子，注意一水合氨是弱电解质；
50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系是：随温度升高镁离子转化率增大，反应是吸热反应；
②温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降．

解答 解：（1）步骤Ⅱ中加入适量的H2O2，将溶液中Fe2+氧化成Fe3+，再调节溶液pH至7～8，加入试剂和酸反应提高溶液pH，使Fe3+、Al3+等杂质离子沉淀分离除去，试剂不能引入新的杂质，
A．加入氧化镁和酸反应能提高溶液pH，生成镁离子，不加入杂质离子，可选；
B．加入碳酸钠能调节溶液pH，但引入钠离子，故不选；
C．蒸馏水不能使溶液由酸性变为碱性，故不选；
D．加入NaOH能调节溶液pH，但引入钠离子，故不选；
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+；A；
（2）①氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为：Mg2++2NH3•H2O═Mg（OH）2↓+2NH4+，
根据图中所示，50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系是：随温度升高镁离子转化率增大，反应是吸热反应；
故答案为：Mg2++2NH3•H2O═Mg（OH）2↓+2NH4+；吸热；
②图中温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是：温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降，
故答案为：温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降．

点评 本题考查物质制备方案，涉及物质分离提纯、离子沉淀的条件选择、化学平衡的影响因素、离子方程式的书写、沉淀转化的原理应用，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等．

练习册系列答案
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