Question

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成的．由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是

 

．
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液的pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），则沉淀物A的主要成份为

 

，沉淀物B的主要成份为

 

．

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀的PH值	1.5	3.3	9.4

（3）若要从沉淀物A中提取出某种可用于工业冶炼铝的原料，应先向A中加入

 

溶液（填物质化学式）再过滤，然后向滤液中通入过量CO₂，过滤、灼烧．请写出通入CO₂时发生反应的离子方程式

 

．
（4）为确定产品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，称取18.2g样品完全分解后，测得产生6.6gCO₂和8.0g MgO，由此可知，产品的化学式中a=

 

、b=

 

、c=

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,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：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）蛇纹石矿可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成，蛇纹石加盐酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，而SiO₂和HCl不反应，不能溶解；
（2）控制溶液的pH=7～8，此时得到的沉淀A为Al（OH）₃、Fe（OH）₃；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；
（3）Al（OH）₃能溶于强碱；偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；
（4）确定产品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，需要测定的数据是①样品质量；②MgO质量；③生成CO₂的质量；④生成水的质量．

解答： 解：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，故溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是Fe³⁺、Al³⁺；
故答案为：Fe³⁺、Al³⁺；
（2）控制溶液的pH=7～8，铝离子和铁离子沉淀，故此时得到的沉淀A为Al（OH）₃、Fe（OH）₃；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，故沉淀B为CaCO₃；
故答案为：Al（OH）₃、Fe（OH）₃；CaCO₃；
（3）Al（OH）₃能溶于强碱；故可A中加入氢氧化钠，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案为：NaOH；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）m（样品）=18.2g，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O

高温  .

（a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，根据质量守恒得：m（H₂O）=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，则m（MgO）═0.2mol，n（CO₂）═0.15mol，n（H₂O）═0.2mol，得：a：b：c=0.15：0.05：0.15=3：1：3，
故答案为：3，1，3．

点评：本题主要考查元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时不仅需熟知物质间的反应原理，还需灵活运用于实验的设计，难度较大．