Question

【題目】某研究性學習小組以一種工業廢料制備高純MgO，設計了流程如下。

請回答下列問題。

（1）步驟①中生成Mg2+的離子方程式為______________

（2）下列物質可用于代替步驟②中H2O2的是__________

A．NaCl B．Cl2 C．鐵粉 D．KMnO4

（3）步驟③中采用如圖所示裝置除去Fe3+

�。畬嶒炑b置圖中儀器A的名稱為________________

ⅱ．充分振蕩并靜置分層，打開儀器A上口的玻璃塞后，上、下層分離的正確操作是：________________

ⅲ．圖中存在的錯誤是：________________

（4）步驟④中NaOH加入的量是______________ （填“少量”或“過量”）

（5）實驗中，取工業廢料40.0g（ MgCO3的含量為42%），得到4.0g高純氧化鎂。該實驗中高純氧化鎂的產率為____________（）

（6）高純氧化鎂可能具有如下性質和用途，正確的是____________

A．耐酸 B．耐堿 C．制耐火坩堝 D．制信號彈和焰火材料

Answer 1

【答案】 MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+ H2O B 分液漏斗 下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出 分液漏斗下端沒有緊靠燒杯內壁 過量 50% BC

【解析】試題分析：以工業制取高純MgO為題材，重點考查離子方程式書寫、氧化劑的選擇、萃取和分液操作、化學計算等知識，考查考生對實驗流程圖的分析能力。制備流程中，廢料在濃鹽酸作用下，MgCO3、Fe和Al的氧化物溶解得到MgCl2、FeCl2、FeCl3、AlCl3，并通過過濾與不溶物分離。步驟②是將Fe2+氧化成Fe3+，再用有機溶劑萃取、分液分離出來。水溶液中的MgCl2、AlCl3用過量NaOH反應后得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2溶液，過濾分離后，利用Mg(OH)2制備MgO。（1）步驟①中Mg2+是MgCO3與鹽酸反應的生成物。正確答案：MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + CO2↑+ H2O。（2）步驟②是利用H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，該氧化過程中沒用引入其他雜質。選項中A與C不具有氧化性，不能替代H2O2，A、C均錯誤。C、Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+且不會引入雜質，C正確。D、KMnO4能夠氧化Fe2+，但是還原生成的Mn2+會在最后沉淀生成Mn(OH)2而與Mg(OH)2混合，導致產品不純，正確答案：C。（3）這是一個萃取分液過程，使用的儀器是分液漏斗，萃取靜置后，下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出，圖中分液漏斗下端應當與燒杯內壁靠在一起。正確答案：分液漏斗 、 下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出 、分液漏斗下端沒有緊靠燒杯內壁。（4）步驟④需要將生成的Al(OH)3 溶解，所以要使用過量的NaOH。正確答案：過量。（5）廢料中MgCO3質量m=40.0g×42%=16.8g，n(MgCO3)=16.8g÷84g·mol-1=0.2mol，理論上可以得到MgO 0.2mol，MgO產率為4.0g÷(0.2mol×40g·mol-1)×100%=50%。正確答案：50%。（6）高純氧化鎂具有氧化鎂的所有性質。A、MgO能夠與酸反應，不具有耐酸性，A錯誤。B、MgO不能與堿反應，所以具有耐堿性，B正確。C、MgO的熔點高，可以制耐火坩堝，C正確。D、MgO沒有特征的焰色反應，不適合制信號彈，也不適合制焰火材料，D錯誤。正確答案：BC。