备战高考化学培优(含解析)之镁及其化合物含答案一.docxVIP

备战高考化学培优 ( 含解析 ) 之镁及其化合物含答案 (1) 一、镁及其化合物 1． 卤块的主要成分是 MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和 Mn 2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。 若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表 1 和表 2 提供的资料，填写空 白： 表 1 生成氢氧化物沉淀的 pH 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH) 2.7 3.7 3 Fe(OH) 7.6 ﹡ 2 Mn(OH) 2 8.3 9.8 Mg(OH)2 9.6 11.1 ﹡Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以，常将它氧化为 Fe3+，生成 Fe(OH)3 沉淀 除去 表 2 原料价格表 物质 价格 / （元·吨 -1 ） 漂液（含 25.2%NaClO） 450 双氧水（含 30%H2O2） 2400 烧碱（含 98%NaOH） 2100 纯碱（含 99.5%Na2CO3） 600 （1）在步骤②中加入的试剂 X，最佳的选择是 ____________，其作用是 _________________； 2）在步骤③中加入的试剂应是 _______________________ ；之所以要控制 pH=9.8，其目的是 ___________________________________________________________ 。 （3）在步骤④中加入的试剂 Z 应是 ________________； （4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 _____________________________________________ 。 【答案】漂液 (或 NaClO) 将 Fe2+氧化为 Fe3+ 烧碱 (或 NaOH) 使 Fe3+、 Mn 2+沉淀完全，又 尽量减少 Mg 2+的损失 纯碱 (或 Na2 CO3) MgCO3+H2 OMg(OH)2↓ +CO2↑ 【解析】 【分析】 为除去 Fe2+，先将 Fe2+氧化成 Fe3+，然后加入 NaOH 调节 pH 为 9.8，然后在滤液中加入纯 碱将 Mg2+从溶液中以 MgCO3 沉淀出来，然后加热煮沸可得到 Mg(OH)2，灼烧后得到 MgO。 【详解】 (1)步骤②是为了将 Fe2+氧化成 Fe3+，并在控制合适的 pH 条件时生成 Fe(OH)3 沉淀而除 之．虽然漂液和 H2 2 2 2 O 都可采用，但对比表 2 提供的原料价格可以看出，漂液比 H O 的价 格低得多，所以选漂液最合理； (2)步骤③的目的在于使除 Mg 2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过 滤而除去，应加入 NaOH，如加入纯碱，不能达到较高的 PH，且易生成碳酸镁沉淀，分析 表 1 提供的数据：除去杂质离子合理的 pH 范围是 3.7 ＜ pH＜ 9.8，在此范围内，如果 pH 过 高，就会有大量的 Mg2+生成 Mg(OH)2 而进入沉淀中，从而导致生产成本的提高．为了兼顾 产品质量和生产成本，选择 pH=9.8 最合理，当然此时 Mg 2+也会部分生成 Mg(OH)2 沉淀， 但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，以此保证产品的纯度值得； (3)步骤④的目的是将 Mg 2+从溶液中沉淀出来．从 MgCl2 制得 MgO，有两种可行的方法，一 种是向溶液中加入烧碱，另一种方法是向溶液中加入纯碱，此处选用后一种方法更合 理．一方面，加烧碱生成的中间产物 Mg(OH)2 是胶状沉淀，会造成过滤困难，更重要的是 反应过程中不能进行轻化处理，只能得到重质氧化镁；加纯碱生成的中间产物 MgCO3 呈粗 颗粒状，易过滤， MgCO3 在水中经一段时间的加热会有部分反应生成 CO2，由于 CO2 气体 的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁．另一方面，对比表 2 中烧碱 和纯碱的价格可以看出，纯碱比烧碱价格低得多，采用纯碱路线既合理又经济； (4)步骤⑤中反应的化学方程式为： MgCO3 +H2 O Mg(OH)2↓ +CO2↑。 2．X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中 X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物，未列 出反应条件）。 （1）若 X 的摩尔质量是 W 的 2 倍，工业上 Z 可作优质的耐高温材料。 W 为黑色固体，则 Y 的化学式 ________________ 。 （2）若固体 W 是紫红色，且向溶液  Z 中滴入氯水，再滴入  2 滴  KSCN溶液，溶液呈血红 色。则写出  X+Y=Z+W 的离子方程式  __________________________ 。 （3）若晶体  W 是一种重要的