Question

【题目】)蛇纹石矿由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁实验步骤如下：

已知：

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	1.5	3.3	9.4

（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，还含有的阳离子有________________。

（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8(有关氢氧化物沉淀的pH见上表)，Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致________溶解、________沉淀。

（3）物质循环使用，能节约资源，上述实验中，可以循环使用的物质是______________。

（4）高温煅烧碱式碳酸镁aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式为 ____________________。(写出计算过程，否则不得分)

Answer 1

【答案】 Fe3＋、Al3＋ 、H＋ Al(OH)3 Mg(OH)2 CO2 4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O

【解析】试题分析：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，答案为：Fe3+、Al3+、H+；（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+和Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失，答案为：Al（OH）3；Mg（OH）2；（3）从实验步骤图知：上述实验中，步骤Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸钙，碳酸钙分解可得到二氧化碳，作为第Ⅱ步的原料，碱式碳酸镁分解得到CO2，可以循环使用的物质是CaCO3或CO2，答案为CO2；

（4）m（样品）=4.66g，n（CO2）=0.896/22.4=0.04mol，m（MgO）=2.0g，

碱式碳酸镁分解：aMgCO3bMg（OH）2cH2O=（a+b）MgO+aCO2↑+（b+c）H2O↑，根据质量守恒得：m（H2O）=4.66g-1.76g-2.0g=0.9g，则n（MgO）=0.05mol，n（CO2）=0.04mol，n（H2O）=0.05mol，得： a：b：c=0.05：0.04：0.05=5：4：5，所以碱式碳酸镁的化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O。