Question

“鹵塊”的主要成分為MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等雜質離子），若以它為原料，按如下工藝流程圖，即可制得“輕質氧化鎂”。如果要求產品盡量不含雜質離子，而且成本較低，流程中所用試劑或pH值控制可參考下列附表確定。輕質氧化鎂工藝流程圖如下：

表1　 化學試劑價格表　　　　　         

試劑	價格（元/ t ）
漂液（含NaClO25.2%） H2O2（30%） NaOH（固98%） Na2CO3（固99.5%） 鹵塊（MgCl2，30%）	450 2400 2100 600 310

 

表2 生成氫氧化物沉淀的值

　　　　　　　　　

物質	開始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2	2.7 7.6 8.3 9.6	3.7 9.6Ω 9.8 11.1

Ω注：Fe²⁺氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化成為Fe³⁺，生成Fe(OH)₃沉淀而去除之。請填寫以下空白：

⑴、在步驟②加入試劑X，最佳選擇應是　　　 ，其作用是　　　      　　 。

⑵、在步驟③加入的試劑Y應是　　　　　 ，之所以要控制pH=9.8，其目的

是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑶、在步驟⑤時發生的化學反應方程式是：　　　　　          　　　　 。

 

Answer 1

【答案】

(8分）（1）漂液(1分） 使Fe²⁺氧化成為 Fe³+  (2分）（2）燒堿 (1分） 使除Mg²⁺以外的各種雜質金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便過濾除去。［或使雜質離子（Fe³⁺、Mn²⁺）沉淀完全又盡量減少Mg²⁺損失］(2分）（3） MgCO₃ + H₂OMg(OH)₂↓+ CO₂↑(2分）

【解析】

試題分析：（1）根據已知信息可知，在步驟②加入試劑X的目的是氧化亞鐵離子。由于漂液的價格最便宜，所以最佳選擇應是漂液。

（2）試劑Y的目的是沉淀金屬離子的，所以選擇氫氧化鈉溶液。根據沉淀的pH值可知，之所以要控制pH=9.8，其目的是使除Mg²⁺以外的各種雜質金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便過濾除去。

（3）Z是碳酸鈉，目的是生成碳酸鎂沉淀。在溶液中加熱碳酸鎂和水反應生成氫氧化鎂和CO₂，所以該反應的方程式是MgCO₃ + H₂OMg(OH)₂↓+ CO₂↑。

考點：考查輕質氧化鎂制備的有關工藝流程圖的判斷

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題難易適中，綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有助于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。也有利于培養學生規范、嚴謹的實驗設計能力，提升學生的學科素養。該類試題需要注意的是該題需要明確的這種類型的試題主要是以實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。