Question

18．鎂及其化合物有廣泛用途． 工業(yè)上以菱鎂礦（主要成分為 MgCO₃，含 SiO₂以及少量FeCO₃等雜質(zhì)）為原料制備納米氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：

回答下列問題：
（1）濾渣1為SiO₂（填化學(xué)式），CO（ NH₂ ）₂的電子式為．
（2）加入 H₂O₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3 ）在實(shí)驗(yàn)室煅燒濾渣2制得的金屬氧化物為Fe₂O₃（填化學(xué)式），需要的儀器除酒精燈、三腳架、泥三角以外，還需要b（填標(biāo)號）．
a．燒杯             b．坩堝             c．試管             d．玻璃棒
（4）在一定條件下 CO（ NH₂ ） ₂可與 H₂O反應(yīng)生成 CO₂氣體和一種弱堿，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（NH₂）₂+3H₂O=CO₂↑+2NH₃•H₂O．
（5）室溫時(shí)，加入 CO（NH₂）₂，產(chǎn)生沉淀．當(dāng) Mg²⁺沉淀完全時(shí)，溶液中的 c（OH^-）=1.4×10^-3 mol•L^-1（離子濃度小于1.0×10^-5 mol•L^-1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全；室溫時(shí)，K_sp[Mg（OH）₂]=1.96×10^-11）．
（ 6）工業(yè)上還可用氯化鎂和碳酸銨為原料，采用直接沉淀法制備納米 MgO．如圖為反應(yīng)溫度對納米 MgO產(chǎn)率和粒徑的影響，據(jù)圖分析反應(yīng)的最佳溫度為50℃．     

Answer 1

分析 菱鐵礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃、SiO₂）加入稀硫酸酸溶，二氧化硅不反應(yīng)，過濾分離，濾渣1為SiO₂，過濾得到濾液中含有硫酸鎂、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸，濾液中加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，則加入一水合氨調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，過濾除去，濾液中含有硫酸鎂、硫酸銨等，加入CO（NH₂）₂始產(chǎn)生沉淀，加入PVA進(jìn)行分散，過濾干燥得到氫氧化鎂沉淀，高溫煅燒制備納米氧化鎂．
（1）二氧化硅不與硫酸反應(yīng)；CO（ NH₂ ）₂中C原子與O中之間形成2對共用電子對，N原子與C原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對；
（2）酸性條件下，H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）濾渣2為氫氧化鐵，氫氧化鐵煅燒分解生成的氧化鐵，灼燒固體需要在坩堝中進(jìn)行；
（4）在一定條件下CO（NH₂）₂可與H₂O反應(yīng)生成CO₂和一種弱堿，根據(jù)原子守恒可知弱堿為一水合氨；
（5）K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=1.96×10^-11計(jì)算；
（6）選擇產(chǎn)率高、粒徑小的溫度．

解答 解：菱鐵礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃、SiO₂）加入稀硫酸酸溶，二氧化硅不反應(yīng)，過濾分離，濾渣1為SiO₂，過濾得到濾液中含有硫酸鎂、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸，濾液中加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，則加入一水合氨調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，過濾除去，濾液中含有硫酸鎂、硫酸銨等，加入CO（NH₂）₂始產(chǎn)生沉淀，加入PVA進(jìn)行分散，過濾干燥得到氫氧化鎂沉淀，高溫煅燒制備納米氧化鎂．
（1）二氧化硅不與硫酸反應(yīng)，濾渣1為SiO₂；CO（ NH₂ ）₂中C原子與O中之間形成2對共用電子對，N原子與C原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對，電子式為：，
故答案為：SiO₂；；
（2）酸性條件下，H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）濾渣2為氫氧化鐵制，煅燒氫氧化鐵分解生成的氧化鐵，化學(xué)式為Fe₂O₃，灼燒固體需要在坩堝中灼燒，
故答案為：Fe₂O₃；b；
（4）在一定條件下CO（NH₂）₂可與H₂O反應(yīng)生成CO₂和一種弱堿，依據(jù)原子守恒可知弱堿為一水合氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO（NH₂）₂+3H₂O=CO₂↑+2NH₃•H₂O；
故答案為：CO（NH₂）₂+3H₂O=CO₂↑+2NH₃•H₂O；
（5）當(dāng) Mg²⁺沉淀完全時(shí)，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，
故答案為：1.4×10^-3 mol•L^-1；
（6）圖1為反應(yīng)溫度對納米MgO產(chǎn)率和粒徑的影響，50℃時(shí)氧化鎂產(chǎn)率最大，粒徑較小，溫度再高，產(chǎn)率減小，粒徑變化不大，故反應(yīng)的最佳溫度為50℃，
故答案為：50℃．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程，涉及條件的控制與選擇、對操作的分析評價(jià)、溶度積有關(guān)計(jì)算等，注意掌握元素化合物性質(zhì)，是對學(xué)生綜合能力的考查，是高考常見題型．