Question

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
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是

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

请回答：
（1）步骤Ⅱ中，可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是

 

（填字母序号）．
A．MgO      B．Na₂CO₃     C．蒸馏水
（2）Fe²⁺与H₂O₂溶液反应的离子方程式为

 

．
（3）工业上常以Mg²⁺的转化率为考察指标，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

 

．
②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

 

（填“吸热”或“放热”）反应．
③图中，温度升高至50℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7～8的目的是和酸反应提高溶液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）Fe²⁺与H₂O₂溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀，过氧化氢被还原为水，依据氧化还原反应的电荷守恒和电子守恒些离子方程式；
（3）①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式是氨水沉淀镁离子，注意一水合氨是弱电解质；
②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；
③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，可用于调节溶液pH至7～8的目的是和酸反应提高溶液pH，使Fe³⁺、Al³⁺等杂质离子沉淀分离除去，
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但假如了钠离子，引入杂质，故不选；
C、蒸馏水对提高溶液pH不好，故不选；
故答案为：A；
（2）Fe²⁺与H₂O₂溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀，过氧化氢被还原为水，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）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⁺，
故答案为：Mg²⁺+2NH₃?H₂O═Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
②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：吸热；
③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：本题考查了难溶物沉淀溶解平衡的分析判断，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，题目综合性较强．