Question

工業(yè)上用白云石制備高純氧化鎂的工藝流程如圖1：

已知白云石的主要成分可表示為：
CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%
（1）為了提高白云石的煅燒效果，可以采取的措施是

 

．若在實驗室中煅燒白云石，需要的儀器除酒精燈、三腳架以外，還需要

 

．
A．蒸發(fā)皿         B．坩堝        C．泥三角        D．石棉網(wǎng)
（2）加入H₂SO₄控制pH時，終點pH對產(chǎn)品的影響如圖2所示，pH過高會導致鎂浸率降低，其原因為

 

，pH過低對產(chǎn)品影響是

 

．
（3）從溶液中獲得CaSO₄?2H₂O的操作是蒸發(fā)濃縮、

 

、過濾、洗滌、干燥．
（4）寫出沉淀反應(yīng)中的離子方程式：

 

．檢驗沉淀是否洗凈的方法是：

 

．
（5）沉淀反應(yīng)過程中，溫度對產(chǎn)品的純度也有一定的影響．圖3為反應(yīng)溫度對氧化鎂純度的影響．最終確定本反應(yīng)的適宜溫度為

 

．

Answer 1

考點：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：實驗設(shè)計題

分析：（1）減小固體顆粒的大小可提高分解溫度，增大煅燒效果；煅燒時應(yīng)用坩堝加熱固體；
（2）加硫酸的目的是調(diào)節(jié)pH，使氫氧化鎂溶解，使鈣離子生成硫酸鈣沉淀；從圖象可看出，隨pH升高，會導致鎂浸率降低，鎂純度升高；
（3）溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻，物質(zhì)的溶解度降低則析出晶體；
（4）鎂離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和銨根離子；沉淀表面可能混有硫酸銨，故檢驗沉淀是否洗凈，需檢驗最后一次洗液中是否含有硫酸根離子；
（5）根據(jù)溫度和氧化鎂純度之間的關(guān)系來回答．

解答： 解：（1）減小固體顆粒的大小可提高分解溫度，增大煅燒效果；煅燒時應(yīng)用坩堝加熱固體，則還需要坩堝、泥三角進行操作，
故答案為：BC；
（2）加硫酸的目的是調(diào)節(jié)pH，使氫氧化鎂溶解，使鈣離子生成硫酸鈣沉淀，若pH過高會導致Mg（OH）₂或MgO未完全溶解，故產(chǎn)率降低；
從圖象可看出，隨pH升高，會導致鎂浸率降低，鎂純度升高，故若pH太低，產(chǎn)品純度下降，
故答案為：Mg（OH）₂或MgO未完全溶解；產(chǎn)品純度下降；
（3）最后所得濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻，物質(zhì)的溶解度降低析出晶體，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到純固體，
故答案為：冷卻結(jié)晶；
（4）鎂離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和銨根離子，故沉淀的反應(yīng)離子方程式為：Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；沉淀表面可能混有硫酸銨，故檢驗沉淀是否洗凈，需檢驗最后一次洗液中是否含有硫酸根離子，取最后一次洗滌液，加BaCl₂溶液，無沉淀則洗凈，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；取最后一次洗滌液，加BaCl₂溶液，無沉淀則洗凈；
（5）從圖3可看出，反應(yīng)溫度在40℃時氧化鎂純度最高，故選擇溫度為：40℃；
故答案為：40℃．

點評：本題是一道關(guān)于物質(zhì)的分離以及提純知識的化學實驗方案設(shè)計題，考查學生分析和解決問題的能力，難度不大．圍繞實驗?zāi)康�，結(jié)合題給信息利用實驗基礎(chǔ)知識回答．