Question

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成的。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是________。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液的pH=7~8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），Ca（OH）₂不能过量，若Ca（OH）₂过量可能会导致____________溶解，___________沉淀。

（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_________ （填物质的化学式），然后_____________________ （依次填写实验操作名称）。
（4）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____________ （填写物质的化学式）。
（5）为确定产品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，请完成下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：
①样品称量；②高温分解；③_______；④________；⑤MgO称量。
（6）18.2g产品完全分解后产生6.6gCO₂和8.0g MgO，由此可知，产品的化学式中a=______、b=_______、c=______。

Answer 1

（1）Fe³⁺、Al³⁺  

（2）Al（OH）₃；Mg（OH）₂  

（3）NaOH ；过滤、洗涤、灼烧  

（4）CO₂   

（5）测定CO₂的质量；测定水蒸气的质量

（6）3； 1；3

【试题分析】
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解，发生反应的化学方程式为MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。SiO₂不与盐酸反应，以固体形式先除去，因此，溶液中除了Mg²⁺外，还有的金属离子是Al3+和Fe³⁺。
（2）这时溶液中的Fe³⁺、Al³⁺是杂质，但除去Fe³⁺、Al³⁺的过程中一定不能将Mg²⁺损失，为了达到这个目的，根据题中提示应用的原理是Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺和Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，只要加入一种能消耗H⁺的物质即可使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe³⁺、Al³⁺，该方案使用加Ca（OH）₂的方法，但此步加入Ca（OH）₂不能太多，需将溶液的pH控制在7~8，若pH小于7，Al³⁺不能完全沉淀；若pH过高导致生成的Al（OH）₃又发生反应Al（OH）₃+OH-=+2H₂O而溶解，同时Mg²⁺也转化为沉淀而损失。
（3）制纯净Fe₂O₃，应先将其中含有的少量Al（OH）₃除去，除去Al（OH）₃的方法是利用它能溶于强碱的性质。
（4）此过程中CO₂是可以重复使用的。
（5）是确定碱式碳酸镁组成的方案，其反应原理是aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O（a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，需要测定的数据是①样品质量；②MgO质量；③生成CO₂的质量（或体积）；④生成水的质量。
（6）m（样品）=18.2g，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，根据质量守恒得：m（H₂O）=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，则m（MgO）==0.2mol，n（CO₂）==0.15mol ，n（H₂O）==0.2mol，得：a∶b∶c=0.15∶0.05∶0.15=3∶1∶3，所以a=3、b=1、c=3。