Question

20．氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛．硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索．以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃ ）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）操作X的名称是过滤，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是使液体均匀受热，防止液体外溅．
（3）碳酸镁与稀硫酸反应的化学方程式为MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑；该反应属于复分解反应．
（4）加入双氧水氧化时，发生反应的化学方程式为：2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2X．则X的化学式为H₂O．
（5）煅烧过程存在以下反应：2MgSO₄+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑；MgSO₄+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑；MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑．利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．

资料：酸性高锰酸钾能吸收二氧化硫；硫蒸气在A装置冷凝成固体．
①上述反应产生的气态氧化物中CO₂（填化学式）不会对空气造成污染．
②D中收集到的气体具有可燃性或还原性（填一种化学性质）．
③C中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（6）若直接煅烧100t含碳酸镁84%的菱镁矿，理论上可制得氧化镁多少？

Answer 1

分析 （1）过滤可以把不溶于水的物质从溶液中分离出来；
过滤需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）蒸发过程中用玻璃棒不断地搅拌，能使液体均匀受热，从而防止液体外溅；
（3）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳；
（4）化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
（5）二氧化硫和一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境；
一氧化碳具有可燃性，燃烧生成二氧化碳；
一氧化碳具有还原性，可以用来还原金属氧化物；
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
（6）根据碳酸镁的质量可以计算反应生成氧化镁的质量．

解答 解：（1）操作X的名称是过滤，通过过滤把不溶于水的固体分离出来，该操作需要用到的玻璃仪器主要有：烧杯、漏斗、玻璃棒．
故填：过滤；漏斗．
（2）蒸发过程中，要用玻璃棒不断地搅拌，其目的是使液体均匀受热，防止液体外溅．
故填：使液体均匀受热，防止液体外溅．
（3）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑，属于复分解反应．
故填：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑；复分解．
（4）由2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2X可知，反应前后铁原子都是2个，硫原子都是3个，反应前氧原子是14个，反应后应该是14个，其中2个包含在2X中，反应前氢原子是4个，反应后应该是4个，包含在2X中，因此每个X中含有2个氢原子和1个氧原子，是水，水的化学式为H₂O．
故填：H₂O．
（5）①上述反应产生的气态氧化物中，二氧化硫和一氧化碳能够污染环境，而二氧化碳不会对空气造成污染，二氧化碳的化学式是CO₂．
故填：CO₂．
②D中收集到的气体是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性、还原性．
故填：可燃性或还原性．
③C中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（6）设理论上可制得氧化镁质量为x，
因为MgCO₃～MgSO₄，MgSO₄～MgO，所以MgCO₃～MgO，
MgCO₃～MgO，
84             40
100t×84%   x
  $\frac{84}{100t×84%}$=$\frac{40}{x}$，
x=40t，
答：若直接煅烧100t含碳酸镁84%的菱镁矿，理论上可制得氧化镁40t．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．