Question

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下：

（1）蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，還含有的金屬離子是             。
（2）進行Ⅰ操作時，控制溶液的pH=7~8（有關氫氧化物沉淀的pH見下表），Ca(OH)₂不能過量，若Ca(OH)₂過量可能會導致            溶解，產生           沉淀。

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

 
（3）從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作為顏料，先向沉淀物A中加入            （填加入物質的化學式），然后                                         （依此填寫實驗操作名稱）。物質循環使用，能節約資源。上述實驗中，可以循環使用的物質是         （填寫物質的化學式）。
（4）現設計實驗，確定產品aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O中a、b、c的值。請寫出下列實驗步驟中所需要測定的項目（可用試劑：濃硫酸、堿石灰、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水）：①樣品稱量，②高溫分解，③                    ，④                        ，⑤MgO稱量。
（5）從下列儀器（裝有必要的試劑）中選擇完成上述實驗所必需的儀器，連接一套裝置               （選擇儀器代號，可重復使用，用“A→B→……→”表示）

（6）18.2g產品完全分解后，產生6.6gCO₂和8.0gMgO，由此可知，產品的化學式中a=     ，b=         ，c=            。

Answer 1

（1）Fe³⁺、Al³⁺
（2）Al(OH)₃、Mg(OH)₂；
（3）NaOH，過濾、洗滌、灼燒，CO₂。
（4）測出蒸氣的質量，測出二氧化碳的質量。
（5）A→C→D→D
（6）3  1  3

試題分析：（1）蛇紋石礦可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，蛇紋石加鹽酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應溶解，而SiO₂和HCl不反應，不能溶解。
（2）當氫氧化鈣過量時，溶液堿性增強，Al(OH)₃會溶解，從氫氧化物沉淀的pH表中可看出，Mg（OH）₂在pH為9.4時開始沉淀，所以堿性增強Mg(OH)₂會沉淀。
（3）紅色氧化物為Fe₂O₃，應先將其中含有的少量Al(OH)₃除去，除去Al(OH)₃的方法是利用它能溶于強堿的性質，此過程中CO₂是可以重復使用的。
（4）確定產品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，需要測定的數據是①樣品質量；②MgO質量；③生成CO₂的質量（或體積）；④生成水的質量。
（5）A為樣品反應裝置，加熱后產生水蒸汽和二氧化碳氣體，為測定二者質量，應首先連接C裝置，測定水的質量，故連接C；繼續測定二氧化碳，此時應選用D，由于B中溶液含有水，與C連接易被C吸收，產生誤差。為防止空氣中的二氧化碳與水蒸汽被D吸收產生誤差，故應連續連接兩個D裝置。故答案為A→C→D→D。
（6）m（樣品）=18.2g，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，堿式碳酸鎂分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O（a+b）MgO+aCO₂↑+（b+c）H₂O↑，根據質量守恒得：m（H₂O）=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，則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。