Question

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg^2＋外，还含有的金属离子是__________________。

(2)进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。

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

Ca(OH)₂不能过量，若Ca(OH)₂过量可能会导致________溶解、________沉淀。

(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入_____________________ ___________________________________________________(填入物质的化学式)，

然后______________________________________________________________________(依次填写实验操作名称)。

(4)物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是________(填写物质化学式)。

(5)现设计一个实验，确定产品aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤(可用试剂：浓硫酸、碱石灰)：

①样品称量

②高温分解

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤MgO称量

(6)18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO₂和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：

a＝________，b＝________，c＝________。

Answer

(1)Fe3＋、Al3＋  (2)Al(OH)3 Mg(OH)2

(3)NaOH[或Ca(OH)2] 过滤、洗涤、灼烧       (4)CO2(或CaCO3)

(5)用浓硫酸吸收水蒸气 称量碱石灰吸收CO2前后的质量    (6)3 1 3

【解析】

试题分析：（1）蛇纹石矿加盐酸溶解，发生反应的化学方程式为MgO+2HCl＝MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。SiO2不与盐酸反应，以固体形式先除去，因此，溶液中除了Mg2+外，还有的金属离子是Al3+和Fe3+。

（2）这时溶液中的Fe3+、Al3+是杂质，但除去Fe3+、Al3+的过程中一定不能将Mg2+损失，为了达到这个目的，根据题中提示应用的原理是Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+和Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，只要加入一种能消耗H+的物质即可使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，该方案使用加Ca（OH）2的方法，但此步加入Ca（OH）2不能太多，需将溶液的pH控制在7～8。若pH小于7，Al3+不能完全沉淀；若pH过高导致生成的Al（OH）3又发生反应Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O而溶解，同时Mg2+也转化为沉淀而损失。

（3）制纯净Fe2O3，应先将其中含有的少量Al（OH）3除去，除去Al（OH）3的方法是利用它能溶于强碱的性质。

（4）此过程中CO2是可以重复使用的。

（5）实验目的是确定碱式碳酸镁组成的方案，其反应原理是aMgCO3?bMg（OH）2?cH2O（a+b）MgO+aCO2↑+（b+c）H2O↑，需要测定的数据是①样品质量；②MgO质量；③生成CO2的质量（或体积）；④生成水的质量。

（6）m（样品）＝18.2g，m（CO2）＝6.6g，m（MgO）=8.0g，根据质量守恒得

m（H2O）＝18.2g－6.6g－8.0g＝3.6g

则m（MgO）＝＝0.2mol

n（CO2）＝＝0.15mol

n（H2O）＝＝0.2mol

即a∶b∶c＝0.15∶0.05∶0.15＝3∶1∶3

所以a＝3、b＝1、c＝3

考点：考查物质的分离和提纯、化学工艺流程、实验方案设计和化学计算