Question

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：

（1）蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，還含有的金屬離子是

 

．
（2）從沉淀混合物A[含有Fe（OH）₃和Al（OH）₃]中提取紅色氧化物作顏料，先向沉淀物A中加入

 

溶液 （填入物質的化學式），然后

 

、

 

、

 

（依次填寫實驗操作名稱）．
（3）物質循環使用，能節約資源．上述實驗中，可以循環使用的物質是

 

 （填寫物質化學式）．
（4）18.2g產品堿式碳酸鎂：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O完全分解后，產生6.6g CO₂和8.0g MgO，由此可知，產品的化學式中：a=

 

、b=

 

、c=

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，酸溶過濾得到濾液中為Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入氫氧化鈣沉淀得到氫氧化鋁、氫氧化鐵沉淀A，濾液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀B和碳酸氫鈣，加入氫氧化鈣反應生成碳酸鈣循環利用，溶液中得到碳酸氫鎂溶液，熱解得到堿式碳酸鎂；
（1）蛇紋石礦可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成，蛇紋石加鹽酸溶解后，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應溶解，而SiO₂和HCl不反應，不能溶解；
（2）紅色氧化物為Fe₂O₃，應先將其中含有的少量Al（OH）₃除去，除去Al（OH）₃的方法是利用它能溶于強堿的性質；
（3）此過程中CO₂是可以重復使用的；
（4）確定產品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，需要測定的數據是①樣品質量；②MgO質量；③生成CO₂的質量（或體積）；④生成水的質量；

解答： 解：（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）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；過濾、洗滌、灼燒；
（3）從實驗步驟圖知：上述實驗中，步驟Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸鈣，碳酸鈣分解可得到二氧化碳，作為第Ⅱ步的原料，堿式碳酸鎂分解得到CO₂，可以循環使用的物質是CaCO₃或CO₂；
故答案為：CaCO₃或CO₂；
（4）m（樣品）=18.2g，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，堿式碳酸鎂分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O

高溫  .

（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；

點評：本題主要考查了元素化合物中金屬鋁、鐵的性質，解題時不僅需熟知物質間的反應原理，還需靈活運用于實驗的設計，題目難度中等．