Question

7．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）为了加快菱镁矿的溶解，在酸溶阶段可以采取的措施有（任写一条）增大酸浓度、搅拌、加热、粉碎固体（任写一种）．
MgCO₃ 与稀硫酸反应的离子方程式为MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）加入H₂O₂ 氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）滤渣2 的成分是Fe（OH）₃（填化学式）．滤液A的主要成分有（NH₄）₂SO₄、NH₃．H₂O、MgSO₄（填化学式）
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄（s）+C（s）═2MgO（s）+2SO₂（g）+CO₂（g）△H₁
MgSO₄（s）+C（s）═MgO（s）+SO₂（g）+CO（g）△H₂
那么CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H═2△H₂-△H₁．

Answer 1

分析 菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂O、FeCO₃+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O+CO₂↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入双氧水，亚铁离子被氧化生成铁离子，离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入氨水，并调节溶液的pH为4左右，发生的离子反应为Fe³⁺+3NH₃．H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，铁离子转化为沉淀，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，
（1）为了加快菱镁矿的溶解，在酸溶阶段可以采取的措施有：增大酸浓度、增大反应物接触面积、加热、搅拌等；MgCO₃与稀硫酸反应生成硫酸镁和二氧化碳、水；
（2）双氧水具有氧化性，亚铁离子具有还原性，所以双氧水能氧化亚铁离子生成铁离子；
（3）滤渣2 的成分是氢氧化铁；
滤液A的主要成分有硫酸镁、一水合氨、硫酸铵；
（4）根据盖斯定律计算反应热．

解答 解：菱锰矿中加入稀硫酸，发生的反应为MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+CO₂↑+H₂O、FeCO₃+H₂SO₄=FeSO₄+H₂O+CO₂↑，然后过滤得到滤渣1和溶液，向溶液中加入双氧水，亚铁离子被氧化生成铁离子，离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，向溶液中加入氨水，并调节溶液的pH为4左右，发生的离子反应为Fe³⁺+3NH₃．H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，铁离子转化为沉淀，然后过滤得到滤渣2为Fe（OH）₃，经过一系列操作最后和木炭煅烧得到MgO和气体，
（1）为了加快菱镁矿的溶解，在酸溶阶段可以采取的措施有：增大酸浓度、增大反应物接触面积而将菱锰矿粉碎、加热、搅拌等；MgCO₃与稀硫酸反应生成硫酸镁和二氧化碳、水，离子方程式为，
故答案为：增大酸浓度、搅拌、加热、粉碎固体（任写一种）；MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）双氧水具有氧化性，亚铁离子具有还原性，所以双氧水能氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）通过以上分析知，滤渣2 的成分是Fe（OH）₃；
滤液A中有硫酸和氨水生成的硫酸铵、过量的一水合氨、硫酸镁，所以A的主要成分有（NH₄）₂SO₄、NH₃．H₂O、MgSO₄，故答案为：（NH₄）₂SO₄、NH₃．H₂O、MgSO₄；
（4）根据盖斯定律，2MgSO₄（s）+C（s）═2MgO（s）+2SO₂（g）+CO₂（g）△H₁①
MgSO₄（s）+C（s）═MgO（s）+SO₂（g）+CO（g）△H₂②
将方程式2②-①得CO₂（g）+C（s）═2CO（g）△H═2△H₂-△H₁，
故答案为：2△H₂-△H₁．

点评 本题考查物质分离和提纯，涉及氧化还原反应、实验基本操作、离子方程式的书写、盖斯定律、反应速率影响因素等知识点，综合性较强，侧重考查基本操作、基本原理，明确流程图中发生的反应、基本操作方法、物质性质是解本题关键，难点是确定各物质中成分，题目难度中等．