Question

白云石的主要成分为CaCO₃、MgCO₃，还含有少量Fe、Si的化合物，实验室以白云石为原料制Mg(OH)₂及CaCO₃。步骤如下：

实验过程中需要的数据见下表：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Mg2+	9.5	11.0

 
请回答下列问题：
(1)过滤中所需的玻璃仪器是            。溶液A中含有Ca^2＋,Mg^2＋,Fe^2＋,Fe^3＋，则试剂①可选择
    (填字母）
A.KMnO₄    B.Cl₂    C.H₂O₂
(2)若要利用反应过程中生成的CO₂，从溶液D中制取CaCO₃，需要先通入的一种气体是     ，然后通入CO₂。通入CO₂气体时请把右边的装置图补充完整（不允许更换溶液，导气管以下连接的仪器自选）。
(3)根据表中提供的数据判断，Fe(OH)₃、Fe(OH)₂和Mg(OH)₂的溶度积常数由小到大的排列顺序为           。

(4)若将制取的Mg(OH)₂：加入到某聚乙烯树脂中，树脂可燃性大大降低，Mg(OH)起阻燃作用的主要原因是       。

Answer 1

（12分）（1）玻璃棒、烧杯、漏斗（2分）；BC（2分）
（2）NH₃（1分）；（2分，使用干燥管也得分）
(3) K_sp[Fe(OH)₃]＜K_sp[Fe(OH)₂]＜K_sp[Mg(OH)₂]（2分）
（4）Mg(OH)₂受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成耐高温、稳定性好的MgO覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。（2分，答出其中一个方面即可）

解析试题分析：根据流程可知，白云石加盐酸反应后的溶液中主要为氯化钙、氯化镁、氯化亚铁、氯化铁，加试剂①将亚铁离子氧化为铁离子，再加氧化镁除去铁离子，溶液C中主要含Ca^2＋、Mg^2＋，加CaO促进镁离子水解从而除去镁离子。
（1）过滤操作中的主要仪器是铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗，因此主要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗。由于选择氧化剂时不能引入新的杂质，高锰酸钾的还原产物是Mn^2＋，属于杂质，因此不能选择高锰酸钾溶液，所以试剂①为氯气或双氧水，即答案选B或C。
（2）CO₂溶于水，溶液显酸性，不能和氯化钙反应生成白色沉淀。所以要制备碳酸钙沉淀，应该首先通入氨气，然后再通入CO₂。由于氨水溶液显碱性，所以通入二氧化碳时应注意防止倒吸，因此正确的装置图可以为。
（3）由表格中的数据可知，沉淀的pH越小，则溶度积越小。所以Fe(OH)₃、Fe(OH)₂和Mg(OH)₂的溶度积常数由小到大的排列顺序K_sp[Fe(OH)₃]＜K_sp[Fe(OH)₂]＜K_sp[Mg(OH)₂]。
（4）Mg(OH)₂起阻燃作用的主要原因是Mg(OH)₂受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成耐高温、稳定性好的MgO覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。故答案为：Mg（OH）₂受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成耐高温、稳定性好的MgO覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳．
考点：考查过滤操作、氧化剂的选择；碳酸钙制备、防倒吸装置的选择；溶度积常数的判断以及氢氧化镁的性质与用途等