Question

2．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图1：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的化学方程式为MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+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）．
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+3CO↑
利用如图2装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．
①B中盛放的溶液是b C中盛放的溶液是a（填字母）．
a．NaOH 溶液      b．KMnO₄溶液      c．稀硝酸      d．NaHCO₃溶液
②D中收集的气体是CO（填化学式）．
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的化学方程式：3S+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O．

Answer 1

分析 以菱铁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料，加入稀硫酸酸溶过滤得到滤液为硫酸镁，硫酸亚铁溶液，滤渣1为不溶物，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入一水合氨调节溶液PH沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀，滤液为硫酸镁溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤制备硫酸镁，和木炭高温煅烧制备高纯氧化镁．
（1）碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁水和二氧化碳；
（2）过氧化氢在酸性条件下氧化硫酸亚铁为硫酸铁；
（3）加入氨水调节溶液PH使氢氧化铁全部沉淀；
（4）煅烧得到的气体主要有SO₂、CO₂、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集．

解答 解：（1）MgCO₃与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，化学方程式为MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+CO₂↑+H₂O，
故答案为：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+CO₂↑+H₂O；
（2）加入H₂O₂ 氧化时，在酸性溶液中氧化硫酸亚铁为硫酸铁，反应的化学方程式为2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，离子反应为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）酸溶后过滤得到溶液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氨水调节溶液PH使铁离子全部沉淀，过滤后所以得到沉淀为氢氧化铁，
故答案为：Fe（OH）₃；
（4）煅烧得到的气体主要有SO₂、CO₂、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集；
①B中盛放的溶液可以KMnO₄溶液吸收二氧化硫，C中盛放的溶液是NaOH溶液，吸收二氧化碳，
故答案为：b；a；
②D中收集的气体可以是CO，故答案为：CO；
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为3S+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O，
故答案为：3S+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，涉及氧化还原反应、实验基本操作、离子方程式的书写等知识点，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．