题目内容
12．硫酸镁还原热解制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等不溶性杂质）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
（1）MgCO3在酸溶时的化学反应方程式为MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑
（2）氧化过程中需要加入氧化剂，该氧化剂的最佳选择是H2O2
（3）滤渣2的成分是Fe（OH）3；其Ksp的最大值约为1×10-35
（4）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℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑
①实验室中煅烧需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要BC
A．蒸发皿 B．坩埚 C．泥三角 D．石棉网
利用如图装置对煅烧产生的气体分别进行吸收或收集
②D中收集的气体是CO．
③B中盛放的溶液可以是d（填字母）．
a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液
c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
④A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O．
分析 菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO3+H2SO4=MgSO4+CO2↑+H2O、FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入氧化剂，Fe2+被氧化生成Fe3+，且不能引进新的杂质，符合条件的常见氧化剂有双氧水，发生的离子反应方程式为2 Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，调节溶液的pH为4左右，Fe3+转化为Fe（OH）3，Mg2+存在于溶液中，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）3，从溶液中经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，根据（4）题知，生成的气体有S蒸气、SO2、CO2和CO，
（1）MgCO3和H2SO4发生复分解反应生成MgSO4、H2O和CO2，根据反应物和生成物书写方程式；
（2）加入的氧化剂能氧化亚铁离子转化为铁离子且不能引进新的杂质；
（3）通过以上分析知，滤渣2是Fe（OH）3；溶液的pH=4，则溶液中c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10-10mol/L，当溶液中c（Fe3+）≤10-5 mol/L时Fe3+完全沉淀，据此计算Ksp[Fe（OH）3]；
（4）①灼烧固体药品的仪器是坩埚，需要在泥三角上进行加热；
②煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收SO2，通过C中的氢氧化钠溶液吸收CO2，最后剩余CO气体在D中收集；
③B溶液的目的是吸收SO2但不能吸收CO2，所以该处溶液应该具有强氧化性，能和SO2反应但不能产生新的杂质；
④氧化还原反应中有化合价升高的物质也有化合价降低的物质，产物中元素最高价态为+4，NaOH没有氧化性，所以只能是S发生歧化反应，S元素化合价降低为-2价，所以该离子反应产物有S2-和SO32-．
解答 解：菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO3+H2SO4=MgSO4+CO2↑+H2O、FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入氧化剂，Fe2+被氧化生成Fe3+，且不能引进新的杂质，符合条件的常见氧化剂有双氧水，发生的离子反应方程式为2 Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，调节溶液的pH为4左右，Fe3+转化为Fe（OH）3，Mg2+存在于溶液中，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）3，从溶液中经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，根据（4）题知，生成的气体有S蒸气、SO2、CO2和CO，
（1）MgCO3和H2SO4发生复分解反应生成MgSO4、H2O和CO2，根据反应物和生成物书写方程式为MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑，故答案为：MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑；
（2）加入的氧化剂能氧化亚铁离子转化为铁离子且不能引进新的杂质，所以加入的氧化剂是H2O2，故答案为：H2O2；
（3）通过以上分析知，滤渣2是Fe（OH）3；溶液的pH=4，则溶液中c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10-10mol/L，当溶液中c（Fe3+）≤10-5 mol/L时Fe3+完全沉淀，Ksp[Fe（OH）3]=c（OH-）3．c（Fe3+）=（10-10）3.10-5=1×10-35，
故答案为：Fe（OH）3；1×10-35；
（4）①灼烧固体药品的仪器是坩埚，需要在泥三角上进行加热，所以还需要的仪器是坩埚和泥三角，故选BC；
②煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收SO2，通过C中的氢氧化钠溶液吸收CO2，最后剩余CO气体在D中收集，故答案为：CO；
③B溶液的目的是吸收SO2但不能吸收CO2，所以该处溶液应该具有强氧化性，能和SO2反应但不能产生新的杂质，
a．NaOH溶液能吸收二氧化碳，且没有强氧化性，不符合条件，故错误；
b．Na2CO3溶液能吸收二氧化碳，且没有强氧化性，不符合条件，故错误；
c．稀硝酸具有强氧化性，但不能吸收二氧化硫，故错误；
d．KMnO4溶液具有强氧化性，且能吸收二氧化硫，故正确；
故选d；
④氧化还原反应中有化合价升高的物质也有化合价降低的物质，产物中元素最高价态为+4，NaOH没有氧化性，所以只能是S发生歧化反应，S元素化合价降低为-2价，所以该离子反应产物有S2-和SO32-，根据反应物和生成物及反应条件知，该离子反应方程式为3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O，故答案为：3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O．
点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，涉及氧化还原反应、除杂、物质检验、仪器的选取、溶度积常数等知识点，综合性较强，明确反应原理、基本操作、仪器的用途、难溶物溶解平衡等即可解答，注意除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质，易错点是（4）③题，注意SO2和CO2混合气体检验先后顺序及所用的试剂，题目难度不大．
金钥匙试卷系列答案
如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室（体积相同）各充入一定量NO和O2，且恰好使两容器内气体密度相同．已知2NO+O2═2NO2，打开活塞，使NO与O2充分反应，则下列说法错误的是（ ）| A． | 开始时左右两室分子数相同 | B． | 反应开始后NO室压强减小 | ||
| C． | 最终容器内密度与原来相同 | D． | 最终容器内仍然有O2存在 |
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下| 温 度（℃） | 360 | 440 | 520 |
| K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
②理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是ad．（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g） 获取，已知该反应中，当初始混合气中的$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（C{H}_{4}）}$恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1＜P2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）原料气H2还可通过反应CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g） 获取．
①T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L-1，则平衡时CO的转化率为60%，该温度下反应的平衡常数K值为2.25．
②保持温度仍为T℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是cd（填序号）．
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6．
| A． | 若X、M、Q分别是H2SO4、Pb和PbO2，a、b连接后两极都有PbSO4生成 | |
| B． | 若X、M、Q分别是滴加酚酞的Na2SO4、C和Fe，a、b分别连接电源的正、负极，则通电后Q周围溶液颜色变红 | |
| C． | 若X、M、Q分别CuSO4、Cu和Fe，a、b分别连接电源的正、，则可在铁上镀铜 | |
| D． | 若X、M、Q分别是NaCl、C和Fe，则a、b连接后，M电极上有气体产生 |