Question

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图：

（1）为了加快菱镁矿的溶解，在酸溶阶段可以采取的措施有（任写一条）

 

．MgCO₃ 与稀硫酸反应的离子方程式为

 

．
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的离子方程式为

 

．
（3）滤渣2的成分是

 

（填化学式）．滤液A的主要成分有

 

（填化学式）．
（4）煅烧过程存在以下反应：
    2MgSO₄（s）+C（s）═2MgO（s）+2SO₂（g）+CO₂（g）△H₁
    MgSO₄（s）+C（s）═MgO（s）+SO₂（g）+CO（g）△H₂
    MgSO₄（s）+3C（s）═MgO（s）+S（g）+3CO（g）△H₃
    那么CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H═

 

．
（5）该菱镁矿中MgCO₃的含量为94.5%，那么1t该矿石理论上最多制取MgO

 

t．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,化学方程式的有关计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：元素及其化合物

分析：（1）加快化学反应速率的因素：加大接触面积、升高温度、增大物质的浓度；碳酸镁可以和强酸之间反应生成镁盐、水以及二氧化碳；
（2）双氧水具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子；
（3）根据流程中的转化关系确定各个物质，铁离子可以和氨水之间反应生成氢氧化铁；
（4）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；
（5）根据镁元素守恒进行计算．

解答： 解：（1）为了加快菱镁矿的溶解，在酸溶阶段可以把矿石粉碎，加大接触面积，或是提高酸溶的温度，或是适当增大硫酸的浓度，碳酸镁可以和硫酸之间反应生成硫酸镁、水以及二氧化碳，即MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案为：把矿石粉碎，或提高酸溶温度，或是适当增大硫酸的浓度；MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）双氧水具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，自身被还原为水，即2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃ ）中加入硫酸，可以得到硫酸镁、硫酸铁的混合液，在加入氨水调节pH，可以将铁离子完全沉淀，同时生成硫酸铵，所以滤渣2的成分是氢氧化铁，滤液A的主要成分有MgSO₄、（NH₄）₂SO₄，故答案为：Fe（OH）₃；MgSO₄、（NH₄）₂SO₄；
（4）已知：①2MgSO₄（s）+C（s）═2MgO（s）+2SO₂（g）+CO₂（g）△H₁
   ②MgSO₄（s）+C（s）═MgO（s）+SO₂（g）+CO（g）△H₂
 那么反应CO₂（g）+C（s）═2CO（g）可以是②×2-①得到，所以该反应的△H=-△H₁+2△H₂，故答案为：-△H₁+2△H₂；
（5）菱镁矿中MgCO₃的含量为94.5%，那么1t该矿石中含有碳酸镁中的质量是1t×94.5%=0.945t=9.45×10⁵g，根据镁元素守恒，最多制取MgO的质量：

9.45×105

84

mol×40g/mol=4.5×10⁵g=0.45t，故答案为：0.45．

点评：本题考查了镁、铁及其化合物的性质应用，物质性质熟练掌握是解题关键，注意元素守恒思想在计算中的应用，题目难度中等．