Question

【題目】鎂的化合物在化工生產和藥物合成上有重要用途。某興趣小組以一種工業廢渣（主要成分為MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物）為原料制備MgCO3·3H2O。實驗過程如下：

（1）廢渣的成分為_________（填化學式），過濾裝置在使用一段時間后需用NaOH溶液清洗，用化學方程式表示其清洗原理_____________________。

（2）加入H2O2的目的是__________________，一段時間后，溶液中有氣泡出現并放熱，則產生氣泡的原因是____________。

（3）萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前須洗干凈并________________。萃取分液的目的是____________。（填序號）

A、除去水溶液中的鐵離子

B、增加鎂離子在水中的溶解性

C、富集鐵元素，可以回收利用

（4）萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實驗操作：邊攪拌邊向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，________，確定沉淀完全后，過濾、____________，得到MgCO3·3H2O。

Answer 1

【答案】 H2SiO3 H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O 將Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+催化H2O2分解 檢漏 A C 向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成 用水洗滌固體2-3次、在50℃下干燥

【解析】試題分析：由已知及流程圖，向廢渣中加入40%H2SO4酸溶，MgCO3和少量Fe的氧化物溶解，MgSiO3與硫酸反應生成H2SiO3沉淀；過濾后向所得溶液中加30%H2O2氧化，使Fe元素存在形式變為Fe3+，然后加入有機萃取劑分離出去；最后溶液經過一系列處理，得到MgCO3·3H2O。

解析：（1）因為H2SO4+MgSiO3=MgSO4+H2SiO3↓，所以酸溶后所得濾渣為H2SiO3；過濾裝置在使用一段時間后，會有硅酸沉積，需用NaOH溶液清洗，生成可溶性的Na2SiO3。故答案為：H2SiO3 ； H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O。

（2）加入H2O2是為了將Fe2+氧化為Fe3+，從而在后續步驟從溶液中分離出去；因為Fe3+能夠對H2O2的分解起催化作用，所以一段時間后，溶液中有氣泡出現并放熱。故答案為：將Fe2+氧化成Fe3+ ；Fe3+催化H2O2分解。

（3）使用分液漏斗前必須進行檢漏；通過萃取分液既可以除去水溶液中的Fe3+，又可以富集鐵元素，回收利用。故答案為：檢漏；AC。

（4）向萃取后的水溶液中滴加Na2CO3溶液會生成MgCO3，至有大量沉淀生成，靜置，取上層清液滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成 ，則說明MgCO3已沉淀完全，過濾、用蒸餾水洗劑沉淀2~3次、低溫干燥，就能得到MgCO3·3H2O。故答案為：向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成； 用水洗滌固體2-3次、在50℃下干燥。

點晴：分離提純型探究實驗評價題一般以物質的制備、分離、提純為基礎，考查基本的實驗原理、實驗方法和實驗基本操作。在解題過程中需要注意題目所提供的信息，特別是新物質的制備過程中，有一些特殊的性質（如易水解、熔沸點等）。工藝流程題與各個知識模塊的結合點較多，因此在分析工業生產工藝流程題時，應將流程路線、試題設問和理論知識有機結合起來。解題時首先要明確原料和產品(包括副產品)，即箭頭進出方向，其次依據流程圖分析反應原理，緊扣信息，搞清流程中每一步發生了什么反應，弄清有關反應原理，明確目的(如沉淀反應、除雜、分離等)，最后聯系儲存的知識，有效利用信息，準確答題。