蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、F

蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、F

题型:不详难度:来源:
蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。
II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol·LH2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯。
III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH
 
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
 
请回答下列问题:
(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是           (填字母序号)。
A. MgO           B. Na2CO3           C. 蒸馏水
(2)Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为                                
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。

①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为              
②根据图中所示50 ℃前温度与Mg2+转化率之间 的关系,可判断此反应是 
              (填“吸热”或“放热”)反应。
③图中,温度升高至50 ℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是                    。 
④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:
Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)      Ksp = c(Mg2+)·c2(OH-) = 5.6×10-12
Ca(OH)2(s)  Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)     Ksp = c(Ca2+)·c2(OH-) = 4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,  (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是                 
答案
(14分)(1)A                                                    (2分)
(2)2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O                                 (2分)
(3)① Mg2+ + 2NH3·H2O = Mg(OH)2↓ + 2NH4+                           (2分)
② 吸热                                                          (2分)
③ 温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2+转化率下降           (2分)
④ 能,  Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化         (各2分)
解析

试题分析:(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的目的是和酸反应提高溶液pH,使Fe3、Al3等杂质离子沉淀分离除去,
A、加入氧化镁和酸反应能提高溶液PH,生成镁离子,不加入杂质离子,可选;
B、加入碳酸钠能调节溶液PH但假如了钠离子,引入杂质,故不选;
C、蒸馏水对提高溶液pH不好,故不选;
故答案为:A;
(2)Fe2与H2O2溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀,过氧化氢被还原为水,反应的离子方程式为:2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O,
故答案为:2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O;
(3)①氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,反应的离子方程式为:Mg2+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4
故答案为:Mg2+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4
②根据图中所示50℃前温度与Mg2转化率之间 的关系是随温度升高镁离子转化率增大,反应是吸热反应;故答案为:吸热;
③图中,温度升高至50℃以上Mg2转化率下降的可能原因是温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降,
故答案为:温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2转化率下降;
④依据氢氧化钙和氢氧化镁阴阳离子比相同,可以用溶度积常数比较溶解性强弱,氢氧化钙溶解性大于氢氧化镁,溶液中加入石灰乳可以实现沉淀转化,生成氢氧化镁分离出来;
故答案为:能;Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化.
举一反三
(1)元素M是短周期元素,其常量存在于海水中,单质被誉为“国防金属”。
①M的原子结构示意图为______。
②以M、Al为电极,KOH溶液为电解质溶液,则负极的电极反应式为______。
(2)淬火是将金属工件加热到某温度,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
①使用水进行淬火,若生成磁性氧化铁,该反应的化学方程式为____________
②验证铁用水淬火后的固体产物是否存在+3价的铁,可选用的试剂为_______ (填序号)
A.H2O2溶液B.铜粉C.稀硫酸D.KMnO4溶液
(3)髙铁酸钾在水中的反应为4FeO42+10H2O4Fe(OH)3+8OH+3O2
①图1是25℃时K2FeO4在不同pH溶液中浓度的变化情况。pH =4.74时,反应从开始到800min的平均反应速率v(FeO42)=______ (保留两位有效数字)。
②图1在800min后,三种溶液中K2FeO4的浓度均不再改变。观察图1判断随着pH 变大,此反应的平衡常数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③图2在240min后,四种溶液中K2FeO4的浓度均不再改变,则上述反应的反应热△H______0(填“>”、“<”、“=”)。

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下列物质可以由对应的单质直接化合生成的是
A.SO3B.FeSC.CuSD.FeCl2

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镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有( )
A.Cu2+B.Mg2+C.Al3+D.

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某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
II.向I所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
III.向II所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
IV.(1)步骤I中发生反应的化学方程式为                  
(2)步骤II所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其
可能的原因         
(3)步骤III获得CuSO4溶液的离子方程式为         
(4)步骤II所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:

①测得滤液中c(Fe2+) 为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25 % 的H2O2溶液_________kg
(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式___________。
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有a、b、c、d、e五种金属。已知:a、c均能与稀硫酸反应放出气体;b能与d的硝酸盐反应,置换出d单质;c与强碱溶液反应放出气体;c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是(  )
A.Al、Cu、Ag、Mg、FeB.Fe、Cu、Al、Ag、Mg
C.Mg、Cu、Al、Ag、FeD.Mg、Ag、Al、Cu、Fe

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