Question

氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛．硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索．以菱鎂礦（主要成分為（MgCO₃，舍少量FeCO₃）為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）通入O₂氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）濾渣2的成分是

 

（填化學(xué)式）．
（3）流程圖中“操作步驟”為

 

、過(guò)濾等操作，得到MgSO₄?7H₂O晶體．對(duì)MgSO₄?7H₂O晶體直接加熱

 

（填“能”或“不能”）得到無(wú)水MgSO₄固體．
（4）長(zhǎng)時(shí)間加熱MgCO₃懸濁液后生成Mg（OH）₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（5）已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如表所示：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
顏色	黃色	綠色	藍(lán)色

25℃時(shí)，向Mg（OH）₂的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液所呈現(xiàn)的顏色為

 

[25℃時(shí)，Mg（OH）₂的溶度積Ksp=5.6×10^-12]．
（6）煅燒過(guò)程存在以下反應(yīng)：
2MgSO₄+C

800℃

2MgO+2SO₂↑+CO₂↑；
MgSO₄+C

800℃

MgO+SO₂↑+CO↑；
MgSO₄+3C

800℃

MgO+S↑+3CO↑．
①若在實(shí)驗(yàn)室中煅燒硫酸鎂，需要的儀器除酒精燈、三腳架以外，還需要

 

．
A．蒸發(fā)皿      B．坩堝        C．泥三角        D．石棉網(wǎng)
②用下列實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)煅燒產(chǎn)生的氣體中含有SO₂、CO₂氣體（加熱裝置略去，部分裝置可以重復(fù)使用）．

正確的連接順序是a→b→

 

（按接口連接）．B中盛放的試劑是

 

，確定存在二氧化碳?xì)怏w的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）含少量FeCO₃，與硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺，可被氧氣氧化生成Fe³⁺；
（2）加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使氫氧化鐵全部沉淀；
（3）過(guò)濾后，濾液成分為硫酸鎂，可經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到晶體；
（4）從難溶電解質(zhì)的溶解平衡解答；
（5）根據(jù)溶度積計(jì)算溶液的pH，可確定顏色；
（6）①應(yīng)用坩堝加熱固體；
②驗(yàn)證CO₂與SO₂，要達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，先要�?yàn)證通過(guò)品紅溶液驗(yàn)證二氧化硫，接著通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過(guò)品紅檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，這樣做能避免造成不必要的干擾．

解答： 解：（1）含少量FeCO₃，與硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺，可被氧氣氧化生成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（2）酸溶后過(guò)濾得到溶液中加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，過(guò)濾后所以得到沉淀為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（3）過(guò)濾后，濾液成分為硫酸鎂，可經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到晶體，將MgSO₄?7H₂O晶體直接加熱會(huì)造成結(jié)晶水脫去，硫酸鎂較穩(wěn)定，可以穩(wěn)定存在，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；能；
（4）氫氧化鎂的溶解度比碳酸鎂小，在加熱時(shí)，碳酸鎂水解可生成溶解度跟小的氫氧化鎂，方程式為MgCO₃+H₂O=Mg（OH）₂+CO₂↑，
故答案為：MgCO₃+H₂O=Mg（OH）₂+CO₂↑；
（5）Mg（OH）₂的溶度積Ksp=5.6×10^-12，則c（Mg²⁺）c²（OH^-）=5.6×10^-12；c（OH^-）=2c（Mg²⁺）=x，得到0.5x×x²=5.6×10^-12；
計(jì)算得到x=2.24×10^-4mol/L；c（H⁺）=

10-14

2.24×10-4

=4.5×10^-11mol/L，pH=10.4＞9.6，所以溶液呈藍(lán)色，
故答案為：藍(lán)色；
（6）①應(yīng)用坩堝加熱固體，則還需要坩堝、泥三角進(jìn)行操作，故答案為：B  C；
②驗(yàn)證CO₂與SO₂，要達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，先要�?yàn)證通過(guò)品紅溶液驗(yàn)證二氧化硫，接著通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，然后通過(guò)品紅檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，這樣做能避免造成不必要的干擾，則實(shí)驗(yàn)的順序?yàn)閐cabfge（或dcfge），B中應(yīng)盛放酸性高錳酸鉀溶液，確定存在二氧化碳?xì)怏w的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是后A中品紅不褪色，澄清石灰水變渾濁（或B中顏色變淺，澄清石灰水變渾濁）．
故答案為：dcabfge（或dcfge）； 酸性高錳酸鉀溶液；后A中品紅不褪色，澄清石灰水變渾濁（或B中顏色變淺，澄清石灰水變渾濁）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鎂鋁及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)確定和計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，元素守恒的分析應(yīng)用時(shí)解題關(guān)鍵，題目難度較大．