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“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”(氧化镁的质量分数在95%以上,呈白色疏松粉末状)。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。
轻质氧化镁生产工艺流程图

表1 生成氢氧化物沉淀的pH

注:Fe2+的氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀而除去。
表2 化学试剂价格表

请填写以下空白:
(1)在步骤②加入试剂X,最佳的选择应是________,其作用是____________。
(2)在步骤③加入的试剂Y应是_______,此步骤中控制pH的最合理数值是_______,其目的是______________________________。
(3)在步骤④中加入的物质Z,为什么不选用烧碱而选用纯碱?_________________。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是:_____________________________。


【试题分析】
本题结合工业生产实际考查无机化合物的转化生成、分离、提纯等问题,在明确题目要求的基础上提取有用信息是解题的关键。
(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之。虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理。
(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去。分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是9.8<pH<11.1,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高。为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理。当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度值得。
(3)步骤④的目的是将Mg2+从溶液中沉淀出来。从MgCl2制得MgO,有两种可行的方法,一种是向溶液中加入烧碱,另一种方法是向溶液中加入纯碱,此处选用后一种方法更合理。一方面,加烧碱生成的中间产物Mg(OH)2是胶状沉淀,会造成过滤困难,更重要的是反应过程中不能进行轻化处理,只能得到重质氧化镁;加纯碱生成的中间产物MgCO3呈粗颗粒状,易过滤,MgCO3在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2,由于CO2气体的产生,使沉淀变得疏松,灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁。另一方面,对比表2中烧碱和纯碱的价格可以看出,纯碱比烧碱价格低得多,采用纯碱路线既合理又经济。
(4)步骤⑤中反应的化学方程式为:MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。
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科目:高中化学 来源: 题型:

氯酸镁[Mg(ClO32]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO32?6H2O的流程如下:

已知:①卤块主要成分为MgCl2?6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质.
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示.

(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有
漏斗、玻璃棒、烧杯
漏斗、玻璃棒、烧杯
,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为
BaSO4和Fe(OH)3
BaSO4和Fe(OH)3

(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全?答:
静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42-沉淀完全
静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42-沉淀完全

(3)加入NaClO3饱和溶液发生反应为:MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl↓再进一步制取Mg(ClO32?6H2O的实验步骤依次
为:①
蒸发结晶
蒸发结晶
;②
趁热过滤
趁热过滤
;③
冷却结晶
冷却结晶
;④过滤、洗涤.
(4)产品中Mg(ClO32?6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50g产品配成100mL溶液.
步骤2:取10mL于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol?L-1的FeSO4溶液,微热.
步骤3:冷却至室温,用0.100mol?L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL.
①写出步骤2中发生反应的离子方程式:
ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

②产品中Mg(ClO32?6H2O的质量分数为
78.3%
78.3%

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科目:高中化学 来源: 题型:

“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或PH值控制可参考下列附表确定

          轻质氧化镁生产工艺流程图

          表1   生成氢氧化物沉淀的PH值

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Mg(OH)2

2.7

7.6

8.3

9.6

3.7

9.6

9.8

11.1

*)注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常常将它氧化成为Fe3+,生成

Fe(OH)3沉淀而去除之。

        表2    化学试剂价值表

试剂

价格(元/t)

漂液(含NaClO25.2%)

H2O2(30%)

NaOH(固98%)

Na2CO3(固99.5%)

卤块(MgCl2,30%)

450

2400

2100

600

310

请填写以下空白:

(1)在步骤②加入的试剂X,最佳选择应是       ,其作用是       。

(2)步骤③加入的试剂Y应是       ;之所以要控制pH=9.8,其目的是       。

(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是:        

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年福建省莆田一中高二下学期第一学段考试化学试卷(带解析) 题型:填空题

“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。轻质氧化镁工艺流程图如下:

表1  化学试剂价格表              

试剂
价格(元/ t )
漂液(含NaClO25.2%)
H2O2(30%)
NaOH(固98%)
Na2CO3(固99.5%)
卤块(MgCl2,30%)
450
2400
2100
600
310
 
表2 生成氢氧化物沉淀的值
         
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Mg(OH)2
2.7
7.6
8.3
9.6
3.7
9.6Ω
9.8
11.1
Ω注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀而去除之。请填写以下空白:
⑴、在步骤②加入试剂X,最佳选择应是    ,其作用是           
⑵、在步骤③加入的试剂Y应是      ,之所以要控制pH=9.8,其目的
                    
⑶、在步骤⑤时发生的化学反应方程式是:                   

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年湖北省八校高三第一次联考理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有                               

(2)加入BaCl2的目的是              ,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为                 

(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为                              ,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:①蒸发结晶;②           ;③          ;④过滤、洗涤。

(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定: 

步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol·L1的FeSO4溶液,微热。

步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L1 K2Cr2O7  溶液滴定剩余的Fe2至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O。

步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7    溶液15.00 mL。

①写出步骤2中发生反应的离子方程式:                                        

②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为          

 

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年江苏省徐州市高三考前模拟化学试卷(解析版) 题型:实验题

氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有    ,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为   

(2)加入BaCl2的目的是除去SO42,如何检验SO42已沉淀完全?答:   

(3)加入NaClO3饱和溶液发生反应为:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:①    ;②    ;③    ;④过滤、洗涤。

(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:

步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2:取10 mL于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L1

FeSO4溶液,微热。

步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L1 K2Cr2O7  溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O。

步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7    溶液15.00 mL。

①写出步骤2中发生反应的离子方程式:   

②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为   

 

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