Question

白云石的主要成分為CaCO₃·MgCO₃，還含有少量Fe、Si的化合物。實驗室以白云石為原料制備Mg(OH)₂及CaCO₃。步驟如下：

實驗過程中需要的數據見下表：

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Mg2+	9.5	11.0

 
請回答下列問題：
（1）溶液A中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，則試劑①可選擇_________（填字母，下同）；試劑②可選擇_________；試劑③可選擇_________。

A．KMnO4

B．Cl2

C．MgO

D．CaO

（2）若要利用反應過程中生成的CO₂，從溶液D中制取CaCO₃，需要先通入的一種氣體是_______，然后通入CO₂。通入CO₂氣體應選擇的最佳裝置為_______（填字母）。

（3）根據表中提供的數據判斷，Fe(OH)₃、Fe(OH)₂和Mg(OH)₂的溶度積常數由小到大的排列順序為________________________________。
（4）將制取的Mg(OH)₂煅燒得到MgO，然后在還原爐（真空）中，1200℃條件下，用硅鐵（鐵不參與反應）還原生成鎂蒸氣。在還原過程中反應溫度對生成金屬鎂的影響如下圖：

煅燒Mg(OH)₂所需要的儀器除三角架、酒精燈外，還必須選擇___________。MgO與硅鐵發生的反應達到平衡后，平衡常數表達式為_______________________。由圖可知，還原反應的△H ____0（填“＞”或“＜”）。

Answer 1

（1）B（1分），CD（2分），D（1分）
（2）NH₃（2分），C（2分）
（3）K_sp[Fe(OH)₃]＜K_sp[Fe(OH)₂]＜K_sp [Mg(OH)₂] （2分）
（4）坩堝（1分），K=[Mg]²（2分），＞（2分）

略