Question

8．氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛．硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索．以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．
（3）煅烧过程存在以下反应2MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑  MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑
利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．

①D中收集的气体可以是CO（填化学式）．
②B中盛放的溶液可以是d（填字母）a．NaOH溶液，b．Na₂CO₃溶液，c．稀硝酸，d．KMnO₄．
③C中反应的离子方程式2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O
④A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式3S+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S^2-+SO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 以菱铁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料，加入稀硫酸酸溶过滤得到滤液为硫酸镁，硫酸亚铁溶液，滤渣1为不溶物，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入一水合氨调节溶液PH沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀，滤液为硫酸镁溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤制备硫酸镁，和木炭高温煅烧制备高纯氧化镁．
（1）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁水和二氧化碳；
（2）过氧化氢在酸性条件下氧化硫酸亚铁为硫酸铁；
（3）煅烧得到的气体主要有SO₂、CO₂、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集．

解答 解：（1）MgCO₃与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，化学方程式为：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+CO₂↑+H₂O，反应的离子方程式为MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案为：MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）加入H₂O₂ 氧化时，在酸性溶液中氧化硫酸亚铁为硫酸铁，反应的化学方程式为：2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，
故答案为：2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
（3）煅烧得到的气体主要有SO₂、CO₂、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集；
①D中收集的气体可以是CO，故答案为：CO；
②B中盛放的溶液可以KMnO₄溶液吸收二氧化硫，故答案为：d；
③通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，反应生成碳酸钠和水，反应的离子方程式为：2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，故答案为：2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O；
④A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为：3S+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，故答案为：3S+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S^2-+SO₃^2-+3H₂O．

点评 本题考查了镁、铁及其化合物、二氧化硫性质应用，混合物分离方法和实验操作方法，物质性质熟练掌握是解题关键，题目难度中等．