Question

13．镁及其化合物有着广泛用途．工业上以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含SiO₂以及少量FeCO₃等杂质）为原料制备纳米氧化镁的实验流程如图1：

（1）滤渣1为SiO₂．
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）在实验室煅烧滤渣2制得的金属氧化物为Fe₂O₃（填化学式），需要的仪器除酒精灯、三脚架、泥三角以外，还需要坩埚（填名称）．
（4）在一定条件下CO（NH₂）₂可与H₂O反应生成CO₂和一种弱碱，该反应中反应物的质量之比为10：9．
（5）25℃时，加入CO（NH₂）₂至开始产生沉淀，当Mg²⁺全部沉淀时溶液的c（OH^-）=1.4×10^-3 mol•L^-1（已知25℃，
K_sp[Mg（OH）₂]=1.96×10^-11）．
（6）工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO．取少量制得的该物质溶于某种液体溶剂中（两者不反应），能说明是纳米MgO存在的简单方法是用一束光照射，在侧面会看到一条光亮的通路．
如图2为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响，据图分析反应的最佳温度为50℃．

Answer 1

分析 菱铁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃、SiO₂）加入稀硫酸酸溶，二氧化硅不反应，过滤分离，滤渣1为SiO₂，过滤得到滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤液中加入过氧化氢，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，则加入一水合氨调节溶液pH，使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，过滤除去，滤液中含有硫酸镁、硫酸铵等，加入CO（NH₂）₂始产生沉淀，加入PVA进行分散，过滤干燥得到氢氧化镁沉淀，高温煅烧制备纳米氧化镁，
（1）二氧化硅不与硫酸反应；
（2）酸性条件下，H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（3）滤渣2为氢氧化铁，氢氧化铁煅烧分解生成的氧化铁，灼烧固体需要在坩埚中进行；
（4）在一定条件下CO（NH₂）₂可与H₂O反应生成CO₂和一种弱碱，根据原子守恒可知弱碱为一水合氨；
（5）K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=1.96×10^-11计算；
（6）利用丁达尔现象可鉴别胶体，根据图，选择产率高、粒径小的温度．

解答 解：（1）二氧化硅不与硫酸反应，滤渣1为SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（2）酸性条件下，H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）滤渣2为氢氧化铁制，煅烧氢氧化铁分解生成的氧化铁，化学式为Fe₂O₃，灼烧固体需要在坩埚中灼烧，
故答案为：Fe₂O₃；坩埚；
（4）在一定条件下CO（NH₂）₂可与H₂O反应生成CO₂和一种弱碱，依据原子守恒可知弱碱为一水合氨，反应的化学方程式为：CO（NH₂）₂+3H₂O=CO₂↑+2NH₃•H₂O，所以该反应中反应物CO（NH₂）₂与H₂O物质的量之比为1：3，则质量之比为1×60：3×18=10：9，
故答案为：CO（NH₂）₂+3H₂O=CO₂↑+2NH₃•H₂O；10：9；
（5）当 Mg²⁺沉淀完全时，溶液中c（Mg²⁺）=1.0×10^-5 mol•L^-1，K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=1.96×10^-11，可知c（OH^-）=1.4×10^-3 mol•L^-1，
故答案为：1.4×10^-3 mol•L^-1；
（6）利用丁达尔现象可鉴别胶体，所以能说明是纳米MgO存在的简单方法是用一束光照射，在侧面会看到一条光亮的通路，图1为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响，50℃时氧化镁产率最大，粒径较小，温度再高，产率减小，粒径变化不大，故反应的最佳温度为50℃，
故答案为：用一束光照射，在侧面会看到一条光亮的通路；50℃．

点评 本题考查物质准备工艺流程，涉及条件的控制与选择、对操作的分析评价、胶体的性质等，注意掌握元素化合物性质，是对学生综合能力的考查，是高考常见题型．