Question

13．以菱鎂礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃ ）為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）濾液P中含有的陽離子有H⁺、Fe²⁺、Mg²⁺．
（2）過程Ⅱ中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（3）已知：

	Mg（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀的pH	10.4	1.9	7.0
沉淀完全的pH	12.4	3.2	9.0

過程Ⅲ中加入NH₃•H₂O調(diào)節(jié)溶液pH約為4，其目的是使Fe³⁺沉淀完全而Mg²⁺不沉淀．
（4）過程Ⅳ在800℃煅燒MgSO₄，發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，產(chǎn)物除MgO外，還有SO₂、CO₂、CO、S等氣體產(chǎn)物，利用右圖裝置判斷煅燒產(chǎn)生的氣體．
①A中試管壁附著有淡黃色固體，該固體的化學(xué)式是S．
②B中盛放的溶液是（填字母）d．
a．NaOH 溶液    b．Na₂CO₃ 溶液
c．稀硝酸       d．KMnO₄溶液
③寫出800℃煅燒MgSO₄，產(chǎn)生氣體產(chǎn)物是S 和CO的化學(xué)方程式MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑．

Answer 1

分析 以菱鎂礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃ ）為原料制備高純氧化鎂，菱鎂礦加稀硫酸溶解后過濾得到濾液主要為MgSO₄、FeSO₄和過量的硫酸，過程Ⅱ?yàn)V液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入一水合氨調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾液為硫酸鎂溶液，加入木炭800℃煅燒MgSO₄反應(yīng)生成氧化鎂和硫單質(zhì)和一氧化碳?xì)怏w；
（1）依據(jù)上述分析可知菱鎂礦加稀硫酸溶解后過濾得到濾液主要為MgSO₄、FeSO₄和過量的硫酸，依據(jù)溶液組成分析含有的陽離子；
（2）過程Ⅱ?yàn)V液中加入過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氧化亞鐵離子為鐵離子；
（3）依據(jù)鐵離子和鎂離子沉淀PH，過程Ⅲ中加入NH₃•H₂O調(diào)節(jié)溶液pH約為4，使鐵離子全部沉淀，鎂離子不沉淀；
（4）煅燒得到的氣體主要有SO₂、CO₂、CO、S，產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集，所以通過A使硫蒸氣冷凝下來，再通過B裝置高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，通過C中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳?xì)怏w在D中收集．

解答 解：以菱鎂礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃ ）為原料制備高純氧化鎂，菱鎂礦加稀硫酸溶解后過濾得到濾液主要為MgSO₄、FeSO₄和過量的硫酸，過程Ⅱ?yàn)V液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入一水合氨調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾液為硫酸鎂溶液，加入木炭800℃煅燒MgSO₄反應(yīng)生成氧化鎂和硫單質(zhì)和一氧化碳?xì)怏w；
（1）由分析可知菱鎂礦加稀硫酸溶解后過濾得到濾液主要為MgSO₄、FeSO₄和過量的硫酸，依據(jù)溶液組成分析含有的陽離子為H⁺、Fe²⁺、Mg²⁺，
故答案為：H⁺、Fe²⁺、Mg²⁺；
（2）過程Ⅱ?yàn)V液中加入過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氧化亞鐵離子為鐵離子，過程Ⅱ中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）依據(jù)鐵離子和鎂離子沉淀PH，過程Ⅲ中加入NH₃•H₂O調(diào)節(jié)溶液pH約為4，其目的是使鐵離子全部沉淀，鎂離子不沉淀，
故答案為：使Fe³⁺沉淀完全而Mg²⁺不沉淀；
（4）煅燒得到的氣體主要有SO₂、CO₂、CO、S，產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集，所以通過A使硫蒸氣冷凝下來，再通過B裝置高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，通過C中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳?xì)怏w在D中收集；
①A中試管壁附著有淡黃色固體為S，故答案為：S；
②a、氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳和二氧化硫，不能確定氣體成分，故a錯(cuò)誤；
b、二氧化硫氣體、二氧化碳?xì)怏w都和碳酸鈉反應(yīng)，且二氧化硫反應(yīng)能生成二氧化碳，不能確定生成氣體成分，故b錯(cuò)誤；
c、稀硝酸氧化二氧化硫氣體，本身被還原為一氧化氮?dú)怏w，干擾氣體檢驗(yàn)，故c錯(cuò)誤；
d、B中盛放的溶液可以利用KMnO₄溶液吸收二氧化硫，故d正確，
故答案為：d；
③800℃煅燒MgSO₄，產(chǎn)生氣體產(chǎn)物是S和CO的化學(xué)方程式為MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑，故答案為：MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)提純和分離的實(shí)驗(yàn)過程分析和性質(zhì)應(yīng)用，混合物分離方法和實(shí)驗(yàn)操作方法，物質(zhì)性質(zhì)熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．