综合题14.0分
化学

19.高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:

己知1:溶液I中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子

2:几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:

(1)Mg在周期表中的位置________________,Si的原子结构示意图为______________。

(2)向溶液I中加入X的作用是______________________________________________。

(3)向溶液I中加入的两种试剂先后顺序是__________________(填化学式)。

(4)加入H2O2溶液反应的离子方程式是___________________________________。

(5)下图是溶液Ⅱ中Mg2+转化率随温度t的变化示意图:

①向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是_________________________。

②t1前Mg2+转化率增大的原因是___________________________;t1后Mg2+转化率下降的原因是(用化学方程式表示)________________________________。

正确答案及相关解析

正确答案

(1)第三周期ⅡA族

解析

液Ⅰ中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子,根据题中提供的各种金属离子沉淀的pH值可知,加入双氧水可以将亚铁离子氧化成铁离子,再加入试剂X主要作用是调节溶液pH值,使铁离子沉淀,可以加氧化镁或氢氧化镁等,过滤后在滤液中加入氨水使溶液中镁离子沉淀,得氢氧化镁沉淀,由于要通过使铁离子沉淀的方法除去铁,所以要先氧化再沉淀,根据Mg2+转化率随温度t的变化示意图可知,由于氨水与镁离子反应生成氢氧化镁的反应是吸热反应,所以升高温度,镁离子的转化率增大,但随着温度的升高,氨气在水中的溶解度减小,氨水的浓度减小,会导致Mg2+转化率减小,

(1)Mg在周期表中的位置第三周期ⅡA族,Si的原子结构示意图为

(2)根据上面的分析可知,向溶液Ⅰ中加入X的作用是调节溶液pH;

(3)根据上面的分析可知,要先氧化再沉淀,所以向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是H2O2、MgO;

(4)根据上面的分析可知,加入H2O2溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(5)①向溶液Ⅱ中加入氨水与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,反应的离子方程式是 Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+

考查方向

制备实验方案的设计

解题思路

Mg在周期表中的位置第三周期ⅡA族,Si的原子结构示意图为,溶液Ⅰ中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子,根据题中提供的各种金属离子沉淀的pH值可知,加入双氧水可以将亚铁离子氧化成铁离子,再加入试剂X主要作用是调节溶液pH值,使铁离子沉淀,可以加氧化镁或氢氧化镁等,过滤后在滤液中加入氨水使溶液中镁离子沉淀,得氢氧化镁沉淀,由于要通过使铁离子沉淀的方法除去铁,所以要先氧化再沉淀,根据Mg2+转化率随温度t的变化示意图可知,由于氨水与镁离子反应生成氢氧化镁的反应是吸热反应,所以升高温度,镁离子的转化率增大,但随着温度的升高,氨气在水中的溶解度减小,氨水的浓度减小,会导致Mg2+转化率减小,据此答题;

易错点

本题考查物质制备方案,涉及物质分离提纯、离子沉淀的条件选择、化学平衡的影响因素、离子方程式的书写、沉淀转化的原理应用,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,难度中等。

知识点

氨的化学性质