Question

【題目】)蛇紋石礦由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂實驗步驟如下：

已知：

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

（1）蛇紋石加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，還含有的陽離子有________________。

（2）進行Ⅰ操作時，控制溶液pH＝7～8(有關氫氧化物沉淀的pH見上表)，Ca(OH)2不能過量，若Ca(OH)2過量可能會導致________溶解、________沉淀。

（3）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______________。

（4）高溫煅燒堿式碳酸鎂aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O得到MgO。取堿式碳酸鎂4.66 g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00 g和標準狀況下CO2 0.896 L，通過計算確定堿式碳酸鎂的化學式為 ____________________。(寫出計算過程，否則不得分)

Answer 1

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

【解析】試題分析：（1）蛇紋石加鹽酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反應溶解，反應方程式分別為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不與鹽酸反應，以沉淀的形式除去，答案為：Fe3+、Al3+、H+；（2）由（1）知，此時溶液中除了Mg2+外，還含有Fe3+、Al3+雜質，需除去Fe3+、Al3+但不能損失Mg2+，因Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+和Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，利用平衡移動的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反應方向移動，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需將溶液的pH控制在7～8，若pH過高，會導致生成的Al（OH）3發生反應Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，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，同時Mg2+也因轉化為沉淀而損失，答案為：Al（OH）3；Mg（OH）2；（3）從實驗步驟圖知：上述實驗中，步驟Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸鈣，碳酸鈣分解可得到二氧化碳，作為第Ⅱ步的原料，堿式碳酸鎂分解得到CO2，可以循環使用的物質是CaCO3或CO2，答案為CO2；

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

堿式碳酸鎂分解：aMgCO3bMg（OH）2cH2O=（a+b）MgO+aCO2↑+（b+c）H2O↑，根據質量守恒得：m（H2O）=4.66g-1.76g-2.0g=0.9g，則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，所以堿式碳酸鎂的化學式為4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O。