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蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。
II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol·LH2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯。
III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH

 
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
 
请回答下列问题:
(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是           (填字母序号)。
A. MgO           B. Na2CO3           C. 蒸馏水
(2)Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为                                
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。

①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为              
②根据图中所示50 ℃前温度与Mg2+转化率之间 的关系,可判断此反应是 
              (填“吸热”或“放热”)反应。
③图中,温度升高至50 ℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是                    。 
④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:
Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)      Ksp = c(Mg2+)·c2(OH-) = 5.6×10-12
Ca(OH)2(s)  Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)     Ksp = c(Ca2+)·c2(OH-) = 4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,  (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是                 

(14分)(1)A                                                    (2分)
(2)2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O                                 (2分)
(3)① Mg2+ + 2NH3·H2O = Mg(OH)2↓ + 2NH4+                           (2分)
② 吸热                                                          (2分)
③ 温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2+转化率下降           (2分)
④ 能,  Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化         (各2分)

解析试题分析:(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的目的是和酸反应提高溶液pH,使Fe3、Al3等杂质离子沉淀分离除去,
A、加入氧化镁和酸反应能提高溶液PH,生成镁离子,不加入杂质离子,可选;
B、加入碳酸钠能调节溶液PH但假如了钠离子,引入杂质,故不选;
C、蒸馏水对提高溶液pH不好,故不选;
故答案为:A;
(2)Fe2与H2O2溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀,过氧化氢被还原为水,反应的离子方程式为:2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O,
故答案为:2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O;
(3)①氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,反应的离子方程式为:Mg2+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4
故答案为:Mg2+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4
②根据图中所示50℃前温度与Mg2转化率之间 的关系是随温度升高镁离子转化率增大,反应是吸热反应;故答案为:吸热;
③图中,温度升高至50℃以上Mg2转化率下降的可能原因是温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降,
故答案为:温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降;
④依据氢氧化钙和氢氧化镁阴阳离子比相同,可以用溶度积常数比较溶解性强弱,氢氧化钙溶解性大于氢氧化镁,溶液中加入石灰乳可以实现沉淀转化,生成氢氧化镁分离出来;
故答案为:能;Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化.
考点:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;化学平衡的影响因素;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

甲、乙、丙三种物质之间有如下图所示的转化关系,其中甲物质为氧化物:

(1)若甲是不溶于水的白色固体,但既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液, 写出下列转化的方程式:
丙的离子方程式______________________; 丙甲的化学方程式____________________。
(2)若向乙溶液中加入KSCN溶液,混合溶液呈红色,则甲物质是________(填化学式)。 甲乙的离子方程式是_____________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上,将黄铜矿(CuFeS2)通过8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2反应制取铜及其硫和铁的化合物。
(1)上述反应中,还原剂为          
(2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3
据以上信息回答下列问题:
a.通过上述②,炉渣中的Al2O3变成了                            (写离子)。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液 酸性KMnO4溶液   NaOH溶液 碘水
所选试剂为               
证明炉渣中含有FeO的实验现象为                                     
(3)对上述炉渣中进行含铁量的测定步骤如下:

I.步骤③发生反应的离子方程式为                       
II.步骤④中煮沸的作用是                            
III.步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、           
IV.若滴定过程中消耗0.100mol·L?1KI溶液20.00mL,则炉渣中铁的百分含量为          

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

将一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应),试判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况:
(1)若Fe粉有剩余,则容器中不可能有____________
(2)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有___________
(3)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有________________________
(4)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中还可能有______________

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含铝酸钠的溶液。向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应: 2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓ +Na2CO3+H2O
(1)上述五中物质中沸点最低物质的结构式为______________,由上述物质中的两种元素按原子个数比1:1形成的离子化合物的电子式为__________________(写一例)
(2)Al元素的单质有许多不同于其他金属的特性,请列举2例(也可以用化学方程式表示)
______________________、__________________________________.
(3)氢有3种稳定同位素,H氕、 D氘、 T氚,分别为丰度a、b、c,则计算氢元素的近似相对原子质量的表达式为______________________________________________.
甲认为H可以排在周期表ⅠA族,也可以排在ⅦA族;而乙同学认为H也可以与碳一样,排在ⅣA族,乙同学的理由是__________________________________________________。
(4)己知通入二氧化碳336 L(标准状况下),理论上生成Al(OH)3 ________________mol,
实际上生成24 mol Al(OH)3和15 mol Na2CO3,Al(OH)3比理论上要少的原因是:________________________________________________________.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3。各物质有如下转化关系,请回答:

(1)写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。
(2)用NaOH溶液吸收SO2所得NaHSO3溶液pH<7,则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
(3)写出Cu2S熔炼制取粗铜的化学方程式________________________
(4)废电解液中常含有Pb2+、Zn2+,向废电解液中加入Na2S溶液,当有PbS和ZnS沉淀时,C(Zn2+): C(Pb2+)=________。[已知:Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2、Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2)]
(5)写出证明溶液I中含有Fe2+的实验过程________________。
(6)Na2FeO4能杀菌净水的原因是________________。
(7)Na2FeO4和Zn可以组成碱性电池,其反应式为:3Zn+2FeO42-+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)+4OH-。请写出放电时正极电极反应式________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

联碱法(候氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:

(1)两种方法的沉淀池中均发生的反应化学方程式为_____________________________。
(2)若沉淀池含800.00 mol NH3的水溶液质量为54.00 kg,向该溶液通入二氧化碳至反应完全,过滤,得到滤液31.20kg,则NH4HCO3的产率为______________%。
(3)在氨碱法生产过程中氨要循环使用,但不需要补充,在母液中加生石灰前先要加热的原因是  ___
(4)根据联碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_______(选填编号)。
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 
b.通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉能提高Na+的浓度, 使NaHCO3结晶析出
d.通入氨气能使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(5)联碱法相比于氨碱法,氯化钠利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环Ⅰ,联碱法的另一项优点是__________________________________________________。
(6)从沉淀池析出的晶体含有NaCl杂质,某同学在测定其NaHCO3的含量时,称取5.000g试样,配制成100mL溶液,用标准盐酸溶液滴定(用甲基橙做指示剂),测定数据记录如下:

滴定次数
待测液(mL)
0.6000mol/L盐酸溶液的体积(mL)
初读数
终读数
第一次
  20.00
1.00
21.00
第二次
  20.00
如右图Ⅰ
如右图Ⅱ
 
①第二次滴定,从图Ⅰ图Ⅱ显示消耗的盐酸溶液体积为               
②该实验测定NaHCO3含量的计算式为ω(NaHCO3)=                          
③该同学测定结果有一定的误差,产生该误差的原因可能是        (选填编号)。
a.待测液中加入甲基橙作指示剂,用标准酸液滴定至变橙色
b.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接加入待测溶液进行滴定
c.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定
d.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00 mL进行滴定

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:             
(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为        。在实验室中,FeCl2可用铁粉和        盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和        反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为                      
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为                          
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为                                     ,该电池总反应的离子方程式为                                             

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

某探究小组进行了以下实验:称取9.5g碳酸钠和碳酸氢钠混合物的粉末,向其中加入足量的稀硫酸,将生成的气体通入到足量的澄清石灰水中,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量所得沉淀的质量为10.0g(假设过程中没有物质损耗)。求该混合物中碳酸钠的质量分数(写出计算过程,结果用分数表示)。

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