蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成.由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图所示(1)蛇纹石加
(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去,故答案为:Fe3+、Al3+;(2)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤洗涤灼烧即可;故答案为:NaOH;过滤、洗涤、灼烧;(3)从实验步骤图知:上述实验中,步骤Ⅱ中通二氧化碳,生成碳酸钙,碳酸钙分解可得到二氧化碳,作为第Ⅱ步的原料,碱式碳酸镁分解得到CO2,可以循环使用的物质是CaCO3或CO2;故答案为:CaCO3或CO2;(4)m(样品)=18.2g,m(CO2)=6.6g,m(MgO)=8.0g,碱式碳酸镁分解:aMgCO3?bMg(OH)2?cH2O 高温 . (a+b)MgO+aCO2↑+(b+c)H2O↑,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,得:a:b:c=0.15:0.05:0.15=3:1:3,故答案为:3,1,3;
A、Al(OH)3能溶于强碱,Mg2+不能提前沉淀,所以不能加过量的Ca(OH)2;故A正确;B、根据Ksp分析,化学式相似的,Ksp越小,越易形成沉淀,已知Fe(OH)3的Ksp小,所以Fe(OH)3先形成沉淀,故B错误;C、Al3+刚好沉淀完全时c(Al3+)=1.0×10-5 mol?L-1,则c(OH-)=3Kspc(Al3+)=31.25×10?331.0×10?5=5×10-10mol?L-1,所以c(H+)=2×10-5mol?L-1,所以PH=4.7,即pH调节到4.7时,Al3+刚好沉淀完全,故C正确;D、m(样品)=18.2g,m(CO2)=6.6g,m(MgO)=8.0g,碱式碳酸镁分解:aMgCO3?bMg(OH)2?cH2 高温 . O (a+b)MgO+aCO2↑+(b+c)H2O↑,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,得:a:b:c=0.15:0.05:0.15=3:1:3,所以a=3、b=1、c=3,故D正确;故选B.
(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去,所以还含有的金属离子是为:Fe3+、Al3+;(2)由(1)知,此时溶液中除了Mg2+外,还含有Fe3+、Al3+杂质,需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+,因Fe3++3H2O=?Fe(OH)3+3H+和Al3++3H2O=?Al(OH)3+3H+,利用平衡移动的原理,消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动,除去Fe3+、Al3+,加Ca(OH)2需将溶液的pH控制在7~8,若pH过高,会导致生成的Al(OH)3发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O溶解,Mg(OH)2在pH为9.4时开始沉淀,所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀,同时Mg2+也因转化为沉淀而损失,所以可能导致Al(OH)3溶解,Mg(OH)2沉淀;
(3)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤、洗涤、灼烧即可;
(4)从实验步骤图知:上述实验中,步骤Ⅱ中通二氧化碳,生成碳酸钙,碳酸钙分解可得到二氧化碳,作为第Ⅱ步的原料,碱式碳酸镁分解得到CO2,可以循环使用的物质是:CO2;
(5)浓硫酸有吸水性,氢氧化钠溶液可以吸收空气中的二氧化碳,避免对后面检验二氧化碳、水造成干扰,所以A框中装置的作用是:除去空气中的二氧化碳和水;
装置内的空气中含有二氧化碳和水蒸气,会对后面的称量造成干扰,所以加热前应进行的操作是:关闭K2打开K1鼓入空气;
硬质玻璃管中剩余的固体质量为2.0g,C处浓H2SO4增重0.9g,所以m(H2O)=0.9g,D处碱石灰增重1.76g,所以m(CO2)=1.76g,
mMgCO3nMg(OH)2xH2O
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