Question

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂组成．某实验小组设计如下流程欲分别制得单质Al、Fe、Mg和Si．

有关氢氧化物沉淀的pH见下表：

金属阳离子	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物完全沉淀时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Mg2+	9.4	11.6

（1）写出不溶物B在生产中的一种用途：______．
（2）操作④中滤液E与过量CO₂反应生成沉淀G的离子方程式为：______．
（3）操作⑤中调节pH到5～6时，可以用到的试剂（填序号）______．
a． NaOH溶液　b．氨水　c． Fe₂O₃　 d． Mg（OH）₂
（4）从滤液H制取金属Mg的流程如下：

Ⅰ．流程中由滤液H中得到MgCl₂?6H₂O的方法是______、______、过滤、洗涤；
Ⅱ．在干燥的HCl气流中加热MgCl₂?6H₂O制取无水氯化镁的原因是______．（应用离子方程式和简要文字说明）
Ⅲ．冶炼镁的方法用化学方程式表示为______．

Answer 1

解：（1）不和盐酸反应的物质是二氧化硅，所以不溶物是二氧化硅，二氧化硅可用于制造光导纤维，
故答案为：光导纤维；
（2）滤液A中含有镁离子、铁离子和铝离子，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，偏铝酸根离子和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）操作⑤中加入的物质能和盐酸反应，且不引进新的杂质，故选cd；
（4）Ⅰ．从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶，故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
Ⅱ．镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子，在氯化氢气流中加热该固体时，氢离子浓度增大，抑制镁离子水解生成氢氧化镁，故答案为：Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺，通入HCl，使C（H⁺）增大，抑制Mg²⁺的水解成Mg（OH）₂，确保生成MgCl₂；
Ⅲ． 镁是活泼金属，应采用电解其熔融盐的方法冶炼，所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，反应方程式为：MgCl₂ Mg+Cl₂↑，故答案为：MgCl₂ Mg+Cl₂↑．
分析：（1）不和盐酸反应的物质是二氧化硅，二氧化硅可用于制造光导纤维；
（2）滤液A中含有镁离子、铁离子和铝离子，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化镁、氢氧化铁不溶于氢氧化钠溶液中，但氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应；
（3）加入的物质能和酸反应且不能引进杂质；
（4）I．从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶；
II．镁离子易水解生成氢氧化镁和氢离子，在氯化氢气流中加热该固体可以抑制其水解；
III．活泼金属采用电解的方法冶炼．
点评：本题考查了实验设计，涉及金属的冶炼、盐类的水解、离子方程式的书写等知识点，易错点是偏铝酸根离子和二氧化碳的反应方程式的书写，注意该反应中水参加反应，难度中等．