(16分)鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含F(xiàn)e2+、Fe3+和Mn2+等雜質(zhì)離子。以鹵塊為原料按下圖所示流程進(jìn)行生產(chǎn),可制得輕質(zhì)氧化鎂。

查閱資料得下表相關(guān)數(shù)據(jù):
表1: 生成氫氧化物沉淀的pH
表2: 原料價(jià)格表
物質(zhì)
開始沉淀
沉淀完全
物質(zhì)
價(jià)格(元/噸)
Fe(OH)3
2.7
3.7
a.漂液(含25.2%NaClO)
450
Fe(OH)2
7.6
  9.6﹡
b.雙氧水(含30%H2O2
2400
Mn(OH)2
8.3
9.8
c.燒堿(含98%NaOH)
2100
Mg(OH)2
9.6
11.1
d.純堿(含99.5%Na2CO3
600
﹡Fe2+氫氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,必須將它氧化后以Fe(OH)3沉淀形式才能除盡。
若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)且生產(chǎn)成本較低,請(qǐng)根據(jù)上表提供的資料回答:
(1)流程中加入的試劑X、Y、Z最佳選擇依次是表2中的           (選填試劑編號(hào))。
(2)步驟②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為      ;步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程為      
(3)步驟③控制pH=9.8的目的是                                           。
(4) 若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟⑥的灼燒實(shí)驗(yàn),必須用到的儀器是鐵三腳、酒精噴燈、      
泥三角。
(5)在探究Mg(OH)2溶解性的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)向裝有少量Mg(OH)2濁液的試管中加入適量
NH4Cl晶體,充分振蕩后溶液會(huì)變澄清,請(qǐng)用化學(xué)平衡的原理解釋濁液變澄清的原
         。
(16分)
(1)a、c、d(各1分)
(2)2Fe2+ + ClO + 2H+ = Cl +2Fe3++ H2O;MgCO3 + H2OMg(OH)2+ CO2↑(各3分)
(3)使Mg2+以外的雜質(zhì)盡可能徹底地轉(zhuǎn)化為沉淀除去(2分)
(4)坩堝 (2分)
(5)Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH(aq); NH4Cl 電離出的NH4+與OH結(jié)合成弱電解質(zhì)NH3·H2O,降低了c(OH),Mg(OH)2溶解平衡向右移動(dòng)(3分)。

試題分析:(1)流程圖中加入X的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子,考慮氧化劑的價(jià)格,應(yīng)該選擇漂粉;加入Y的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,使鐵離子、錳離子沉淀,碳酸鈉溶液顯堿性,但堿性不強(qiáng),所以選擇用氫氧化鈉;加入Z的目的是使鎂離子沉淀,所以選擇碳酸鈉,且加水煮沸,使生成的碳酸鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀,成本較低,因此試劑X、Y、Z最佳選擇依次是表2中的a、c、d;
(2)加入NaClO的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子,離子方程式為2Fe2+ + ClO + 2H+ = Cl +2Fe3++ H2O;步驟⑤是把碳酸鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂,化學(xué)方程式為MgCO3 + H2OMg(OH)2+ CO2↑;
(3)根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可知,pH=9.8時(shí)鐵離子、錳離子完全沉淀,而鎂離子開始沉淀,而流程的要求是產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì),所以步驟③控制pH=9.8的目的是使Mg2+以外的雜質(zhì)盡可能徹底地轉(zhuǎn)化為沉淀除去;
(4)灼燒時(shí)用到的儀器有鐵三腳、酒精噴燈、坩堝和泥三角。
(5)NH4Cl溶液中的銨根離子與溶解平衡中Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH(aq)的氫氧根離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)NH3·H2O,降低了c(OH),Mg(OH)2溶解平衡向右移動(dòng),所以氫氧化鎂逐漸溶解。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列各組離子能在同一溶液里大量共存的是( 。
A.Na+、Mg2+、OH-B.K+、H+、HCO3-
C.Na+、Al3+、OH-D.K+、AlO2-、CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列各組離子中能大量共存的是( 。
A.K+、SiO32-、OH-、Na+B.Na+、H+、CO32-、SO42-
C.K+、H+、SiO32-、Cl-D.OH-、Na+、HCO3-、Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列各組離子在指定的溶液中一定能大量共存的是( 。
A.堿性溶液中:K+、Ba2+、Cl-、NO3-
B.酸性溶液中:Na+、Fe2+、NO3-、SO42-
C.能與Al反應(yīng)生成H2的溶液:Mg2+、K+、NO3-、Cl-
D.澄清透明溶液中:Na+、H+、AlO2-、MnO4-

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在無色透明的強(qiáng)酸性溶液中,能大量共存的是( 。
A.Na+、CO32-、Ca2+、NO3-B.Na+、NO3-、Al3+、Cl-
C.K+、SO42-、Cl-、Cu2+D.Ba2+、Cl-、K+、SO42-

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(15分)實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的一個(gè)重要方法,某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用下列裝置完成一些常見氣體制備以及相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)探究(夾持裝置及連接橡膠管已省略,其中裝置E有多個(gè)供使用)。

可供選擇的液體試劑及固體藥品:
液體試劑
固體藥品
稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸、NaOH溶液、濃氨水、5%H2O2溶液、濃鹽酸、飽和食鹽水
CaCO3、CaO、MnO2、KMnO4、CaC2、
堿石灰、Cu、Zn、Na2S
請(qǐng)回答下列問題:
(1)裝置B中a儀器的名稱                。
(2)可由A裝置制取相對(duì)分子質(zhì)量小于32的氣體有                (任意寫2種)。
(3)已知氨氣和氯氣在常溫下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),A、B分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置,C為純凈干燥的氯氣與氨氣的反應(yīng)裝置,則儀器的連接順序是A→ →C←  ←B。寫出裝置B(無需加熱)中反應(yīng)的離子方程式                                  。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)需選用儀器D和E,D中選用(   )、E中選用(   )(填寫序號(hào))
A.無水氯化鈣         B.飽和碳酸氫鈉溶液       C.飽和食鹽水   
D.五氧化二磷        E.堿石灰                 F.濃硫酸
(5)C內(nèi)出現(xiàn)大量白煙,另一種生成物常用作食品包裝袋內(nèi)的保護(hù)氣,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式                                                  
(6)請(qǐng)你利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)白煙物質(zhì)中的離子                      

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列離子組在一定條件下能大量共存,當(dāng)加入相應(yīng)試劑后會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,且所給離子方程式正確的是 (   )                                                       
選項(xiàng)
離子組
加入試劑
加入試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
A
Fe2+、NO、K+
稀硫酸
3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
B
Fe3+、I、ClO
氫氧化鈉溶液
Fe3++3OH=Fe(OH)3
C
Ba2+、HCO、Cl
氫氧化鈉溶液
HCO+ OH=CO+H2O
D
Al3+、Cl、NO
過量氫氧化鈉溶液
Al3++3 OH=Al(OH)3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

甲、乙、丙是三種不含相同離子的可溶性強(qiáng)電解質(zhì)。它們所含的離子如下表所示:
陽離子
NH4+、Na、Mg2
陰離子
OH、NO3、SO42
 
取等質(zhì)量的三種化合物配制成相同體積的溶液,其溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度:c(甲)>c(乙)>c(丙)。
(1)甲是________,向AlCl3溶液中逐滴加入甲溶液,觀察到的現(xiàn)象是________,對(duì)應(yīng)的離子方程式為________。
(2)乙是______,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定乙的物質(zhì)組成________(若乙已確定,則不填該空)。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

含有農(nóng)藥、染料、酚、氰化物,以及引起色度、臭味的廢水,常用化學(xué)氧化法進(jìn)行處理,所用的氧化劑有氯類(如液氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉等)和氧類(如空氣、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等)。一個(gè)典型實(shí)例是用氯氧化法處理含有劇毒的氰化物(含CN)的廢水。在堿性條件下(pH=8.5~11),氯氣可將氰化物中CN氧化為只有它毒性的氰酸鹽(含CNO)。
(1)寫出含CN廢水用氯氣氧化生成氰酸鹽的離子方程式:________________________________________________________________。
(2)若向含CNO的廢水中再通入氯氣,可使CNO轉(zhuǎn)化為無毒的氣體,寫出這個(gè)反應(yīng)的離子方程式:______________________________________________。
(3)在用液氯不便的地區(qū),可用漂白粉處理含CN的廢水,若將其氧化為CNO,其離子方程式為__________________________________________。

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