Question

蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂組成．某實驗小組設計如圖甲流程欲分別制得單質Al、Fe、Mg和Si．

有關氫氧化物沉淀的pH見下表：

金屬陽離子	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物完全沉淀時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Mg2+	9.4	11.6

（1）寫出不溶物B在生產中的一種用途：

制造玻璃、光導纖維

．
（2）操作⑤中調節(jié)pH到5～6時，可以用到的試劑（填序號）

cd

．
a． NaOH溶液  b．氨水  c． MgO   d． Mg （OH）₂
（3）從濾液H制取金屬Mg的流程如圖乙：
Ⅰ．流程中由濾液H中得到MgCl₂?6H₂O的方法是

蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

過濾、洗滌；
Ⅱ．在干燥的HCl氣流中加熱MgCl₂?6H₂O制取無水氯化鎂的原因是

Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺，通入HCl，使C（H⁺）增大，抑制Mg²⁺的水解成Mg（OH）₂，確保生成MgCl₂

．（應用離子方程式和簡要文字說明）
Ⅲ．冶煉鎂的方法用化學方程式表示為

MgCl₂

電解  .

熔融

Mg+Cl₂↑

．

Answer 1

分析：蛇紋石礦加鹽酸溶解，發(fā)生反應的化學方程式為MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O，SiO₂不與鹽酸反應，以固體形式先除去，因此，不溶物B為SiO₂，濾液A中除了Mg²⁺外，還有的金屬離子是Al³⁺和Fe³⁺，加入過量燒堿，濾液E為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁，用電解法冶煉可生成鋁；沉淀D為Fe（OH）₃和Mg（OH）₂，加入過量鹽酸生成氯化鐵和氯化鋁，調節(jié)溶液pH=5～6時，促進鐵離子水解，生成氫氧化鐵沉淀，濾液H為氯化鎂溶液，在HCl氛圍中加熱、蒸發(fā)結晶可得MgCl₂?6H₂O，脫水生成MgCl₂，電解可得Mg．

解答：解：（1）不溶物B為SiO₂，常用于制造玻璃、光導纖維等，故答案為：制造玻璃、光導纖維；
（2）操作⑤中加入的物質能和鹽酸反應，且不引進新的雜質，氧化鎂、氫氧化鎂難溶于水，但能與酸反應，可起調節(jié)pH作用，調節(jié)溶液pH=5～6時，促進鐵離子水解，生成氫氧化鐵沉淀，而ab都引入新的雜質，故答案為：cd；
（3）Ⅰ．由溶液得到晶體，應經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
Ⅱ．鎂離子易水解生成氫氧化鎂和氫離子，發(fā)生Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺，在氯化氫氣流中加熱該固體時，氫離子濃度增大，抑制鎂離子水解生成氫氧化鎂，
故答案為：Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺，通入HCl，使C（H⁺）增大，抑制Mg²⁺的水解成Mg（OH）₂，確保生成MgCl₂；
Ⅲ．鎂是活潑金屬，應采用電解其熔融鹽的方法冶煉，所以工業(yè)上用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂，反應方程式為：MgCl₂

電解  .

熔融

Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂

電解  .

熔融

Mg+Cl₂↑．

點評：本題考查了實驗設計，涉及金屬的冶煉、鹽類的水解、離子方程式的書寫等知識點，是高考中的常見題型，試題綜合性強，難度較大，學生不易得分．這類試題涉及的情景新穎，還時常出現一些化工術語．這類題目是通過對某種重要化工產品的工業(yè)生產流程圖的分析，以物質的制備、分離、提純?yōu)樵囶}環(huán)境，以元素化合物知識、實驗基本操作、化學反應原理、化學化學平衡原理、水解原理、綠色化學觀點、安全生產的知識為考查目標，以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分析、綜合、解決及經濟的視角分析實際生產中的各種問題為考查能力目標．