Question

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成的．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）進行Ⅰ操作時，控制溶液的pH=7～8（有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表），則沉淀物A的主要成份為

 

，沉淀物B的主要成份為

 

．

氫氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
開始沉淀的PH值	1.5	3.3	9.4

（3）若要從沉淀物A中提取出某種可用于工業(yè)冶煉鋁的原料，應(yīng)先向A中加入

 

溶液（填物質(zhì)化學(xué)式）再過濾，然后向濾液中通入過量CO₂，過濾、灼燒．請寫出通入CO₂時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）為確定產(chǎn)品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，稱取18.2g樣品完全分解后，測得產(chǎn)生6.6gCO₂和8.0g MgO，由此可知，產(chǎn)品的化學(xué)式中a=

 

、b=

 

、c=

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（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(yīng)溶解，而SiO₂和HCl不反應(yīng)，不能溶解；
（2）控制溶液的pH=7～8，此時得到的沉淀A為Al（OH）₃、Fe（OH）₃；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；
（3）Al（OH）₃能溶于強堿；偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；
（4）確定產(chǎn)品aMgCO₃?bMg（OH）₂?cH₂O中a、b、c的值，需要測定的數(shù)據(jù)是①樣品質(zhì)量；②MgO質(zhì)量；③生成CO₂的質(zhì)量；④生成水的質(zhì)量．

解答： 解：（1）蛇紋石加鹽酸溶解，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和HCl反應(yīng)溶解，反應(yīng)方程式分別為：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O．而SiO₂不與鹽酸反應(yīng)，以沉淀的形式除去，故溶液里除了Mg²⁺外，還含有的金屬離子是Fe³⁺、Al³⁺；
故答案為：Fe³⁺、Al³⁺；
（2）控制溶液的pH=7～8，鋁離子和鐵離子沉淀，故此時得到的沉淀A為Al（OH）₃、Fe（OH）₃；向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故沉淀B為CaCO₃；
故答案為：Al（OH）₃、Fe（OH）₃；CaCO₃；
（3）Al（OH）₃能溶于強堿；故可A中加入氫氧化鈉，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：NaOH；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（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(jù)質(zhì)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：本題主要考查元素化合物中金屬鋁、鐵的性質(zhì)，解題時不僅需熟知物質(zhì)間的反應(yīng)原理，還需靈活運用于實驗的設(shè)計，難度較大．