Question

10．人類利用金屬礦物歷史久遠．
（1）現代冶煉技術用CO與赤鐵礦石反應來冶煉生鐵，請寫出該反應的化學方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）某礦石由MgO、Fe₂O₃、CuO和SiO₂組成，用它制備氫氧化鎂的流程示意圖如圖所示：

①溶液A中共含有四種陽離子；
②在溶液A中加入熟石灰調節(jié)溶液的pH，可以使溶液中的金屬陽離子轉化為沉淀．該實驗條件下，使金屬陽離子沉淀的相關pH數據見下表．為保證產品純度、減少產品損失，并便于操作，溶液B的pH可容許的范圍為6.7～8.6；

氫氧化物	Fe（OH）3	Cu（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀的pH	1.5	4.2	8.6
完全沉淀的pH	3.2	6.7	11.1

③溶液B中一定含有的溶質為MgCl₂、CaCl₂（填化學式）．

Answer 1

分析 （1）根據煉鐵的反應原理寫出反應的化學方程式；
（2）根據氧化物與酸反應的性質、鹽與堿的反應性質分析判斷回答有關的問題．

解答 解：（1）一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學反應式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）由題意可知，組成礦石的四種氧化物中僅SiO₂不與鹽酸反應，其余三種均能反應：MgO+2HCl═MgCl₂+H₂O、Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O、CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O，溶液A的pH＜1，說明反映后溶液呈強酸性，鹽酸過量，因此溶液A中的陽離子有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺；要使Mg（OH）₂純度高、損失少，必須把pH控制在氯化銅能完全沉淀、但氯化鎂不能沉淀的范圍內，即6.7＜pH＜8.6的范圍內；溶液B中一定有氯化鎂和反應生成的氯化鈣．
①由上述分析可知，溶液A中共含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺四種陽離子；
②溶液B的pH可容許的范圍為 6.7～8.6；
③溶液B中一定含有的溶質為MgCl₂、CaCl₂．
故答為：（1）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．（2）①4；②6.7～8.6；③MgCl₂、CaCl₂．

點評 化學實驗現象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結論的依據，掌握物質的性質和相互之間的反應關系，并有助于提高觀察、實驗能力．所以，對化學實驗不僅要認真觀察，還應掌握觀察實驗現象的方法．