Question

蛇紋石是一種富鎂硅酸鹽礦物的總稱，因其顏色青綠相間酷似蛇皮而得名。蛇紋石可以看作由MgO、FeO和Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成。工業上由蛇紋石制取堿式碳酸鎂產品的流程如下：

（1）蛇紋石加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg^2＋、Al³⁺外，還含有的金屬離子是________。
（2）向Ⅰ中加入H₂O₂的作用是                 ，有關離子方程式              ，加入Ca(OH)₂時，       需要控制溶液pH在7～8之間(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

若pH＞8可能導致的后果                                             。
（3）沉淀物A可作為提取紅色顏料的原料，若向沉淀物A中加入           溶液，然后過濾、洗滌、    _________（填寫實驗操作名稱)，即可獲得紅色顏料，實現廢物的綜合利用。
（4）若產品的化學式用aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O表示，現稱取18.2 g產品并使之完全分解，收集到3.36L CO₂（標準狀況下）和8.0 g MgO，通過計算確定產品的化學式中：a＝________，b＝________，c＝________。

Answer 1

（1）Fe²⁺、Fe³⁺
（2）將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；；Al（OH）₃溶解；Mg²⁺沉淀
（3）NaOH溶液
（4）3；1；3

解析試題分析：（1）蛇紋石礦可以看做MgO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，蛇紋石加鹽酸溶解后，MgO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應溶解，而SiO₂和HCl不反應，不能溶解，故溶液里除了Mg^2＋、Al³⁺外，還含有Fe²⁺、Fe³⁺；（2）由（1）知，此時溶液中除了Mg²⁺外，還含有Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺雜質，需除去，故向Ⅰ中加入H₂O₂的作用是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺然后除去，因Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺和Al³⁺+3H₂O?Al（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。（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。（4）m（樣品）=18.2g，n（CO₂）=0.15mol，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，堿式碳酸鎂分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O （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。
考點：考查鐵、鋁、硅等化合物的性質及化學式計算等內容。