蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾,并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子)
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1mol?L-1H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水.
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
開始沉淀時1.53.36.59.4
沉淀完全時3.75.29.712.4
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH如表.
請回答:
(1)步驟Ⅱ中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是______(填字母序號)
A.MgO   B.Na2CO3   C.蒸餾水
(2)檢驗粗硫酸鎂溶液中Fe2+的方法是:______ (注明試劑、現(xiàn)象).
(3)步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為______.
(4)步驟Ⅱ沉淀后溶液中主要存在(NH42SO4,已知室溫下0.1mol?L-1的(NH42SO4溶液pH是5,則溶液中離子濃度由大到小的排列為______,溶液中:2c(SO42-)-c(NH4+)=______mol?L-1(用精確數(shù)值表示)
(5)某生產(chǎn)科研小組經(jīng)查閱資料得到以下溶度積Ksp數(shù)據(jù)(298K時):
Mg(OH)2(S)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=[Mg2+]?[OH-]2=5.6×10-12
Ca(OH)2(S)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=[Ca2+]?[OH-]2=4.7×10-6
該科研小組認為可以用熟石灰替代氨水制得氫氧化鎂,他們的理由是______.
若沉淀轉化反應為:Mg2+(aq)+Ca(OH)2(S)?Mg(OH)2(S)+Ca2+(aq),求此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=______ (寫出算式和結果).
【答案】分析:(1)步驟II中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的目的是和酸反應提高溶液pH,使Fe3+、Al3+等雜質(zhì)離子沉淀分離除去,試劑不能引入新的雜質(zhì)分析;
(2)Fe2+能使酸性高錳酸鉀褪色;
(3)步驟III中制備氫氧化鎂反應的離子方程式是氨水沉淀鎂離子,注意一水合氨是弱電解質(zhì);
(4)依據(jù)溶液中銨根離子水解,溶液呈酸性,水解程度微弱,分析比較;
(5)依據(jù)沉淀轉化是想更難溶的方向進行分析判斷,Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2
解答:解:(1)步驟II中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的目的是和酸反應提高溶液pH,使Fe3+、Al3+等雜質(zhì)離子沉淀分離除去,
A、加入氧化鎂和酸反應能提高溶液pH,生成鎂離子,不加入雜質(zhì)離子,可選;
B、加入碳酸鈉能調(diào)節(jié)溶液pH但假如了鈉離子,引入雜質(zhì),故不選;
C、蒸餾水對提高溶液pH不好,故不選;
故答案為:A;
(2)Fe2+有還原性,能使酸性高錳酸鉀褪色,故答案為:取少量粗硫酸鎂溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫紅色褪去,說明Fe2+存在;
(3)氨水沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,反應的離子方程式為:Mg2++2NH3?H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+,故答案為:Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+;
(4)銨根離子水解,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),.1mol?L-1的(NH42SO4溶液中,銨根離子水解微弱,所以得到溶液中的離子濃度大小為:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);根據(jù)C(NH4+)+C(H+)=2C(SO42-)+C(OH-),2c(SO42-)-c(NH4+)=c(H+)-c(OH-)=10-5-10-9
故答案為:C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-);10-5-10-9;
(5)依據(jù)氫氧化鈣和氫氧化鎂陰陽離子比相同,可以用溶度積常數(shù)比較溶解性強弱,氫氧化鈣溶解性大于氫氧化鎂,溶液中加入石灰乳可以實現(xiàn)沉淀轉化,生成氫氧化鎂分離出來;Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,沉淀向更難溶的方向轉化,K=,
故答案為:Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化,如:Mg(OH)2和 Ca(OH)2離子個數(shù)比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向著溶度積更小的方向轉化;8.4×105
點評:本題考查了難溶物沉淀溶解平衡的分析判斷,離子沉淀的條件選擇,化學平衡的影響因素,離子方程式的書寫,沉淀轉化的原理應用,題目綜合性較強.
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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子).
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1mol?L-1H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水.
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH
Fe3+ Al3+ Fe2+ Mg2+
開始沉淀時 1.5 3.3 6.5 9.4
沉淀完全時 3.7 5.2 9.7 12.4
請回答下列問題:
(1)步驟Ⅱ中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是
A
A
(填字母序號).
A.MgO           B.Na2CO3           C.蒸餾水
(2)Fe2+與H2O2溶液反應的離子方程式為
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉化率為考察指標,確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過程的適宜條件.其中,反應溫度與Mg2+轉化率的關系如右圖所示.
①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為
Mg2++2NH3?H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+
Mg2++2NH3?H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+

②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2+轉化率之間  的關系,可判斷此反應是
吸熱
吸熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應.
③圖中,溫度升高至50℃以上Mg2+轉化率下降的可能原因是
溫度過高時,氨水受熱分解,濃度降低,Mg2+轉化率下降
溫度過高時,氨水受熱分解,濃度降低,Mg2+轉化率下降

④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù).已知:
Mg(OH)2(s)?Mg2+ (aq)+2OH- (aq)      Ksp=c(Mg2+)?c2(OH-)=5.6×10-12
Ca(OH)2(s)?Ca2+ (aq)+2OH- (aq)      Ksp=c(Ca2+)?c2(OH-)=4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,
(填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂,理由是
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾,并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子)
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1mol?L-1H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水.
Fe3+ Al3+ Fe2+ Mg2+
開始沉淀時 1.5 3.3 6.5 9.4
沉淀完全時 3.7 5.2 9.7 12.4
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH如表.
請回答:
(1)步驟Ⅱ中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是
A
A
(填字母序號)
A.MgO   B.Na2CO3   C.蒸餾水
(2)檢驗粗硫酸鎂溶液中Fe2+的方法是:
取少量粗硫酸鎂溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫紅色褪去,說明Fe2+存在
取少量粗硫酸鎂溶液,滴加少量酸性KMnO4溶液;若紫紅色褪去,說明Fe2+存在
 (注明試劑、現(xiàn)象).
(3)步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+
Mg2++2NH3?H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+

(4)步驟Ⅱ沉淀后溶液中主要存在(NH42SO4,已知室溫下0.1mol?L-1的(NH42SO4溶液pH是5,則溶液中離子濃度由大到小的排列為
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-
C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)>C(OH-
,溶液中:2c(SO42-)-c(NH4+)=
10-5-10-9
10-5-10-9
mol?L-1(用精確數(shù)值表示)
(5)某生產(chǎn)科研小組經(jīng)查閱資料得到以下溶度積Ksp數(shù)據(jù)(298K時):
Mg(OH)2(S)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=[Mg2+]?[OH-]2=5.6×10-12
Ca(OH)2(S)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=[Ca2+]?[OH-]2=4.7×10-6
該科研小組認為可以用熟石灰替代氨水制得氫氧化鎂,他們的理由是
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2離子個數(shù)比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向著溶度積更小的方向轉化
Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉化,如:Mg(OH)2和Ca(OH)2離子個數(shù)比相同,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故沉淀向著溶度積更小的方向轉化

若沉淀轉化反應為:Mg2+(aq)+Ca(OH)2(S)?Mg(OH)2(S)+Ca2+(aq),求此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=
8.4×105
8.4×105
 (寫出算式和結果).

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子).
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1mol/L H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟II所得溶液中加入過量氨水.
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH
Fe3+ Al3+ Fe2+ Mg2+
開始沉淀時 1.5 3.3 6.5 9.4
沉淀完全時 3.7 5.2 9.7 12.4
請回答:
(1)步驟II中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是
 
(填字母序號).
A.MgO           B.Na2CO3           C.蒸餾水
(2)工業(yè)上,常通過測定使鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])溶液不變色所需 H2O2溶液的量來確定粗硫酸鎂中Fe2+的含量.已知,測定123g粗硫酸鎂樣品所消耗的0.1mol/LH2O2溶液的體積如下表所示.
  平行測定數(shù)據(jù) 平均值
實驗編號 1 2 3 4
消耗 H2O2溶液的體積/mL 0.32 0.30 0.30 0.32 0.31
①Fe2+與H2O2溶液反應的離子方程式為
 

②根據(jù)該表數(shù)據(jù),可計算出123g粗硫酸鎂樣品中含F(xiàn)e2+
 
mol.精英家教網(wǎng)
(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉化率為考察指標,確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過程的適宜條件.其中,反應溫度與Mg2+轉化率的關系如圖所示.
①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為
 

②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2+轉化率之間的關系,可判斷此反應是
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應.
③圖中,溫度升高至50℃以上Mg2+轉化率下降的可能原因是
 

④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù).已知:
Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=c(Mg2+)?c2(OH-)=5.6×10-12
Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)      Ksp=c(Ca2+)?c2(OH-)=4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,
 
(填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂,理由是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(12分)蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:

I.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂

(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子)。

II.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1 mol/L H2O2溶液,再

調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純。

III.制取氫氧化鎂:向步驟II所得溶液中加入過量氨水。

  已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH

 

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

開始沉淀時

1.5

3.3

6.5

9.4

沉淀完全時

3.7

5.2

9.7

12.4

請回答:

(1)步驟II中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是      (填字母序號)。

   A. MgO     B. Na2CO3      C.蒸餾水

(2)工業(yè)上,常通過測定使鐵氰化鉀(K3[Fe(CN) 6])溶液不變色所需H2O2溶液的量來確 

定粗硫酸鎂中Fe2+的含量。已知,測定 123 g粗硫酸鎂樣品所消耗的0.1 mol/L H2O2

溶液的體積如下表所示。

 

平行測定數(shù)據(jù)

平均值

實驗編號

1

2

3

4

消耗H2O2溶液的體積/mL

0.32

0.30

0.30

0.32

0.31

 

 

 

 

 

Fe2+與H2O2溶液反應的離子方程式為            。

(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉化率為考察指標,確定步驟III制備氫

氧化鎂工藝過程的適宜條件。其中,反應溫度與Mg2+轉化率

的關系如右圖所示。

① 根據(jù)圖中所示 50℃前溫度與Mg2+轉化率之間的關系,可判 斷此反應是    (填“吸熱”或“放熱”)反應。

②圖中,溫度升高至 50℃以上Mg2+轉化率下降的可能原因  是          。

Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)。已知:

  Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)    Ksp = c(Mg2+c2(OH-) = 5.6×10-12

Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)    sp = c(Ca2+c2(OH-)= 4.7×10-6

若用石灰乳替代氨水,   (填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂,理由是         。

 

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科目:高中化學 來源:2013屆福建省高二下學期第一次階段考化學試卷 題型:填空題

(12分)蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:

I.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結晶,制得粗硫酸鎂

(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子)。

II.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1 mol/L H2O2溶液,再

調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純。

III.制取氫氧化鎂:向步驟II所得溶液中加入過量氨水。

  已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH

 

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

開始沉淀時

1.5

3.3

6.5

9.4

沉淀完全時

3.7

5.2

9.7

12.4

請回答:

(1)步驟II中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是      (填字母序號)。

   A. MgO     B. Na2CO3      C.蒸餾水

(2)工業(yè)上,常通過測定使鐵氰化鉀(K3[Fe(CN) 6])溶液不變色所需H2O2溶液的量來確 

定粗硫酸鎂中Fe2+的含量。已知,測定 123 g粗硫酸鎂樣品所消耗的0.1 mol/L H2O2

溶液的體積如下表所示。

 

平行測定數(shù)據(jù)

平均值

實驗編號

1

2

3

4

消耗H2O2溶液的體積/mL

0.32

0.30

0.30

0.32

0.31

 

 

 

 

 

Fe2+與H2O2溶液反應的離子方程式為            。

(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉化率為考察指標,確定步驟III制備氫

氧化鎂工藝過程的適宜條件。其中,反應溫度與Mg2+轉化率

的關系如右圖所示。

①  根據(jù)圖中所示 50℃前溫度與Mg2+轉化率之間的關系,可判 斷此反應是    (填“吸熱”或“放熱”)反應。

②圖中,溫度升高至 50℃以上Mg2+轉化率下降的可能原因  是          

Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)。已知:

  Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)    Ksp = c(Mg2+c2( OH-) = 5.6×10-12

Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)    sp = c(Ca2+c2(OH-) = 4.7×10-6

若用石灰乳替代氨水,   (填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂,理由是          

 

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