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的方法如下:(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1所示.沉淀过程的操作为c．a．向卤水中滴加NaOH溶液.同时通入CO2b．向NaOH溶液中滴� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．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的方法如下：

（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1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2所示，不同温度下所得到的沉淀产物如图3所示，沉淀过程选择的温度为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）写出MgCO₃•3H₂O在323K温度时发生转化的化学方程式5MgCO₃•3H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg₅（OH）₂（CO₃）₄•4H₂O+CO₂↑+10H₂O．
（5）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）MgCO₃•3H₂O在323K温度时转化成Mg₅（OH）₂（CO₃）₄•4H₂O，根据元素守恒书写化学方程式；
（5）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：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↓，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）MgCO₃•3H₂O在323K温度时转化成Mg₅（OH）₂（CO₃）₄•4H₂O，反应的化学方程式为5MgCO₃•3H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg₅（OH）₂（CO₃）₄•4H₂O+CO₂↑+10H₂O，
故答案为：5MgCO₃•3H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg₅（OH）₂（CO₃）₄•4H₂O+CO₂↑+10H₂O；
（5）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．

练习册系列答案

请根据以上信息回答下列问题：
（1）A的结构简式为BrCH₂CH=CHCH₂Br（不考虑立体异构），由A生成B的反应类型是水解反应或取代反应反应；
（2）D的结构简式为HOCH₂CH₂CH₂CHO；
（3）由E生成F的化学方程式为HOCH₂CH₂CH₂COOH$→_{△}^{浓硫酸}$

+H₂O，
与E具有相同官能团的E的同分异构体除了

和

以外，还有

、

（写出结构简式，不考虑立体异构）．
（4）G的结构简式为

；
（5）由I生成J的化学方程式为

．

14．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”（设N_A为阿伏加德罗常数）
（1）25℃时，pH=13的NaOH溶液中含有OH^-的数目为0.1N_A×（判断对错）
（2）标准状况下，22.4L盐酸含有N_A个HCl分子×（判断对错）
（3）1mol Na被完全氧化生成Na₂O₂，失去2N_A个电子×（判断对错）
（4）1L 1mol•L^-1的NaClO溶液中含有ClO^-的数目为N_A×（判断对错）
（5）常温常压下，14g由N₂与CO组成的混合气体含有的原子数目为N_A√（判断对错）
（6）标准状况下，6.72L NO₂与水充分反应转移的电子数目为0.1N_A×．（判断对错）

3．一包由Cu、Fe、Fe₂O₃三种物质构成的混合粉末，某合作学习小组的同学拟探究其组成．他们称取该混合粉末20.40g放入反应器中并连接气体收集装置，向反应器逐滴加入4.00mol•L^-1硫酸溶液并缓慢搅拌．当加入硫酸a mL时，混合粉末恰好完全溶解，同时收集到bL（标准状况）H₂，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，溶液不显红色．下列结论正确的是（　　）

	A．	混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Cu）+n（Fe）=n（Fe₂O₃）
	B．	混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Fe）＞n（Cu）＞n（Fe₂O₃）
	C．	混合粉末中物质的量之间一定满足：n（Cu）+n（Fe）═n（Fe₂O₃）+$\frac{bL}{22.4L•mo{l}^{-1}}$
	D．	若a=72.50，b=1.12，则20.40g混合粉末中：n（Fe）=n（Cu）=0.05mol、n（Fe₂O₃）=0.09mol