Question

【題目】蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下圖所示：

（1）蛇紋石加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg2＋外，還含有的金屬離子是__________。

（2）進行Ⅰ操作時，控制溶液pH＝7～8(有關氫氧化物沉淀的pH見下表)。

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

Ca(OH)2不能過量，若Ca(OH)2過量可能會導致__________溶解、________沉淀。

（3）從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料，先向沉淀物A中加入__________(填寫物質的化學式)，然后過濾、洗滌、灼燒。

（4）現設計一個實驗，確定產品aMgCO3bMg(OH)2cH2O中a、b、c的值，請完善下列實驗步驟(可用試劑：濃硫酸、堿石灰)：

①樣品稱量 ②高溫分解

③ ______________________________________________________。

④稱量堿石灰吸收CO2前后的質量 ⑤MgO稱量

（5）18.2 g產品完全分解后，產生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，產品的化學式中：a＝____________，b＝____________，c＝____________。

Answer 1

【答案】 Fe3＋、Al3＋ Al(OH)3 Mg(OH)2 NaOH或Ca(OH)2 用濃硫酸吸收水蒸氣 3 1 3

【解析】(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，故答案為：Fe3+、Al3+；

(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，故答案為：Al(OH)3　Mg(OH)2；

(3)從實驗步驟圖知：沉淀混合物為Fe(OH)3和Al(OH)3，紅色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3，所以得先加堿把Al(OH)3除掉，反應為：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后過濾洗滌灼燒即可，故答案為：NaOH或Ca(OH)2；

(4)利用濃硫酸的吸水性干燥，③實驗步驟為用濃硫酸吸收水蒸氣，

利用堿石灰吸收CO2前后的質量差求二氧化碳質量，④實驗步驟為稱量堿石灰吸收CO2前后的質量，故答案為：用濃硫酸吸收水蒸氣；

(5)m(樣品)=18.2g，m(CO2)=6.6g，m(MgO)=8.0g，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)=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g，則m(MgO)═0.2mol，n(CO2)═0.15mol，n(H2O)═0.2mol，得：a：b：c=0.15：0.05：0.15=3：1：3，故答案為：3；1；3。