(本题16分)工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下:已知Ⅰ.白云石主要成分可表示为:CaO 32.50%;MgO 20.58%;Fe2O3 2.18%;S
题型:不详难度:来源:
(本题16分)工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下:
已知Ⅰ.白云石主要成分可表示为:CaO 32.50%;MgO 20.58%;Fe2O3 2.18%;SiO2 0.96%;其他 43.78%。 (1)为了提高白云石的煅烧效果,可以采取的措施是将矿石 。若在实验室中煅烧白云石,需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要 (填序号)。 A.蒸发皿 B.坩埚 C.泥三角 D.石棉网 (2)加入H2SO4控制pH时,终点pH对产品的影响如图8所示。则由图示可得到的结论及原因是:
①pH过高会导致___________________________下降,其原因是_______________________ ②pH过低会引起____________________________ ,其原因可能是__________(填序号) A.Fe2O3溶于H2SO4最终使产品混有杂质 B.SiO2溶于H2SO4最终使产品混有杂质 C.酸性过强,形成可溶的Ca(HSO4)2,最终使产品混有含钙的杂质 (3)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃)
| 40
| 50
| 60
| 70
| MgSO4
| 30.9
| 33.4
| 35.6
| 36.9
| CaSO4
| 0.210
| 0.207
| 0.201
| 0.193
| 根据上表数据,简要说明析出CaSO4.2H2O的操作步骤是 、 。 (4)写出沉淀反应中的离子方程式: 。 (5)该生产流程中还可得到的一种副产品是_______________。 (6)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:25℃时, 向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的 颜色为 (25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12)。
pH
| < 8.0
| 8.0 ~ 9.6
| > 9.6
| 颜色
| 黄色
| 绿色
| 蓝色
| |
答案
32. 答案(16分) (1)粉碎 (2分)BC (2分) (2)①镁浸出率降低(1分)Mg(OH)2或MgO未完全溶解(1分) ②产品纯度下降(1分)AC (1分) (3)升温结晶、趁热过滤 (2分,各1分)) (4)Mg2+ +2NH3.H2O = Mg(OH)2↓+ 2NH4+(2分) (5)(NH4)2SO4(2分) (6)蓝色 (2分) |
解析
试题分析: (1)提高矿石煅烧效果的措施通常是对矿石进行粉碎处理,以增大反应的接触面积,从而加快反应速率,使煅烧更加充分。若在实验室煅烧白云石,煅烧需要的配套装置有酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角坩、埚钳等,所以此处必须选BC。 (2)①图像中有两条曲线,根据提示曲线上打黑点的是镁浸出率曲线,该曲线随着横坐标终点pH的增大,呈现出逐渐下降的趋势,且当pH>6时,浸出率下降得越来越快;而曲线上打小方点的是氧化镁的纯度,该纯度随着横坐标终点pH的增大呈现出增大的趋势,但是较不同的是,开始增大迅速,当pH>6时,氧化镁的纯度增大不明显。所以①pH过高会导致镁的浸出率降低,原因是加硫酸溶解时,若pH过高,则沉淀物MgO不能完全溶解。 ②pH过低会引起制得的氧化镁的纯度偏低,原因是白云石中的氧化物杂质Fe2O3、CaO都会溶于硫酸,并且生成可溶的物质,所以AC均有可能,选AC。 (3)由表中数据可知,硫酸镁易溶于水,溶解度随温度升高而升高,而硫酸钙则微溶于水,随着温度升高溶解度基本不变,所以利用二者溶解度上的差异,若要析出硫酸钙晶体来,可以采取的措施是升温结晶、趁热过滤。 (4)沉淀步骤中反应池中的主要为镁离子,所以加入氨水,氨水和镁离子结合生成沉淀氢氧化镁,所以离子方程式是Mg2+ +2NH3.H2O = Mg(OH)2↓+ 2NH4+ ,注意氨水不能拆。 (5)当沉淀步骤析出Mg(OH)2 后,溶液还剩下NH4+ 和SO4 2-,所以可以利用此剩余溶液制得副产品(NH4)2SO4 ,可用于做氮肥。 (6)饱和的氢氧化镁溶液存在Mg(OH)2 (s)= Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)溶解平衡,2c(Mg2+)= c(OH -),又溶度积Ksp= c(Mg2+)c2(OH -)=5.6×10-12 ,由此可以得出c(OH -)=3.6×10-4 ,所以pH>9.6,所以加入百里酚蓝指示剂,溶液呈蓝色。 |
举一反三
下列说法正确的是( )A.铝合金的熔点比纯铝高 | B.电解MgCl2溶液可获得金属镁 | C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 | D.铜具有良好的导电性,常用来制作印刷电路板 |
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下列有关金属及其化合物的说法错误的是A.铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气 | B.稀硫酸中加入铜粉不反应,再加入硝酸钠仍不反应 | C.AlCl3、FeCl2、CuCl2均可通过化合反应制得 | D.饱和碳酸钠溶液中通人足量二氧化碳,溶液变浑浊 |
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下列反应所得溶液中只含一种溶质的是A.A1Cl3溶液中滴入过量NaOH溶液 | B.Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉 | C.稀HNO3中加入少量铜片 | D.Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2 |
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(14分)实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如下:
(1)制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式 。 (2)如图所示,过滤操作中的一处错误是 。判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 。高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是 。
(3)在25℃下,向浓度均为0.01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴 加入氨水,先生成 沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式 (已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]=3×10-34。) (4)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是 ;F中试剂的作用是 ;用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为 。 (5)将Mg、Cu组成的1.96g混合物投入过量稀硝酸中,充分反应后,固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L(标准状况),向反应后的溶液中加入2 mol/L的NaOH溶液80 mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为 g。 |
下列关于甲、乙、丙、丁四个图像的说法中,正确的是
A.图甲表示向乙酸溶液中通入氨气,此过程中溶液导电性的变化 | B.由图乙可知,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO至pH在4左右 | C.图丙表示25℃时,用0.1 mol/L盐酸滴定20mL 0.1 mol/L氨水,溶液的pH随加入盐酸体积的变化 | D.图丁表示向Al2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液,生成Al(OH)3沉淀的量随NaOH溶液体积的变化 |
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