Question

蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂，簡(jiǎn)要工藝流程如下：
I．制取粗硫酸鎂：用酸液浸泡蛇紋石礦粉，過(guò)濾；并在常溫常壓下結(jié)晶，制得粗硫酸鎂（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等雜質(zhì)離子）．
Ⅱ．提純粗硫酸鎂：將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解，加入適量的0.1mol?L^-1H₂O₂溶液，再調(diào)節(jié)溶液pH至7～8，并分離提純．
Ⅲ．制取氫氧化鎂：向步驟II所得溶液中加入過(guò)量氨水．已知：金屬離子氫氧化物沉淀所需pH是

	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mg2+
開(kāi)始沉淀	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全時(shí)	3.7	5.2	9.7	12.4

請(qǐng)回答：
（1）步驟II中，可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7～8的最佳試劑是

 

（填字母序號(hào)）．
A．MgO              B．Na₂CO₃             C．蒸餾水
（2）Fe²⁺與H₂O₂溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）工業(yè)上常以Mg²⁺的轉(zhuǎn)化率為考察指標(biāo)，確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過(guò)程的適宜條件．其中，反應(yīng)溫度與Mg²⁺轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示．
①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②根據(jù)如圖中所示50℃前溫度與Mg²⁺轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系，可判斷此反應(yīng)是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
③如圖中，溫度升高至50℃以上Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是

 

．
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)．已知：Ksp[Mg（OH）₂]=5.6×10^一12、Ksp[Ca（OH）₂]=4.7×10^一6．若用石灰乳替代氨水，

 

 （填“能”或“不能”）制得氫氧化鎂，理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：（1）步驟II中，可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7～8的目的是和酸反應(yīng)提高溶液pH，使Fe³⁺、Al³⁺等雜質(zhì)離子沉淀分離除去，試劑不能引入新的雜質(zhì)分析；
（2）Fe²⁺與H₂O₂溶液反應(yīng)亞鐵離子被過(guò)氧化氫氧化為三價(jià)鐵離子便于完全沉淀，過(guò)氧化氫被還原為水，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電荷守恒和電子守恒寫(xiě)離子方程式；
（3）①步驟III中制備氫氧化鎂反應(yīng)的離子方程式是氨水沉淀鎂離子，注意一水合氨是弱電解質(zhì)；
②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg²⁺轉(zhuǎn)化率之間 的關(guān)系是隨溫度升高鎂離子轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
③溫度升高至50℃以上Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是溫度過(guò)高時(shí)，氨水受熱分解，濃度降低，Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降；
④依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化是向更難溶的方向進(jìn)行分析判斷．

解答： 解：（1）步驟II中，可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7～8的目的是和酸反應(yīng)提高溶液pH，使Fe³⁺、Al³⁺等雜質(zhì)離子沉淀分離除去，
A、加入氧化鎂和酸反應(yīng)能提高溶液PH，生成鎂離子，不加入雜質(zhì)離子，可選；
B、加入碳酸鈉能調(diào)節(jié)溶液PH但加入了鈉離子，引入雜質(zhì)，故不選；
C、蒸餾水不能使溶液由酸性變?yōu)閴A性，故不選；
故答案為：A；
（2）Fe²⁺與H₂O₂溶液反應(yīng)亞鐵離子被過(guò)氧化氫氧化為三價(jià)鐵離子便于完全沉淀，過(guò)氧化氫被還原為水，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（3）①氨水沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2NH₃?H₂O═Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃?H₂O═Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg²⁺轉(zhuǎn)化率之間 的關(guān)系是隨溫度升高鎂離子轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；故答案為：吸熱；
③圖中，溫度升高至50℃以上Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是溫度過(guò)高時(shí)，氨水受熱分解，濃度降低，Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降，
故答案為：溫度過(guò)高時(shí)，氨水受熱分解，濃度降低，Mg²⁺轉(zhuǎn)化率下降；
④依據(jù)氫氧化鈣和氫氧化鎂陰陽(yáng)離子比相同，可以用溶度積常數(shù)比較溶解性強(qiáng)弱，氫氧化鈣溶解性大于氫氧化鎂，溶液中加入石灰乳可以實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，生成氫氧化鎂分離出來(lái)；
故答案為：能；Mg（OH）₂的溶解度小于Ca（OH）₂，可發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及難溶物沉淀溶解平衡的分析判斷，離子沉淀的條件選擇，化學(xué)平衡的影響因素，離子方程式的書(shū)寫(xiě)，沉淀轉(zhuǎn)化的原理應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目綜合性較強(qiáng)，難度中等．