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七水硫酸镁(MgSO4•7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用...

七水硫酸镁(MgSO4•7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣﹣硼镁泥可制取七水硫酸镁硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)

表1  部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Mg(OH)2

pH值

5.2

3.2

9.7

10.4

11.2

表2  两种盐的溶解度(单位为g/100g水)

温度/℃

10

30

40

50

60

CaSO4

0.19

0.21

0.21

0.20

0.19

MgSO4•7H2O

30.9

35.5

40.8

45.6

/

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:

(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为      .加热煮沸的主要目的是     

(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有      (填化学式)等物质

(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是               

(4)沉淀C的化学式是      .过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是     

 

(1)Mn2++ClO﹣+H2O=MnO2↓+2H++Cl﹣;促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2; (2)Fe(OH)3、Al(OH)3;(3)取过滤II后的滤液1~2 ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+;(4)CaSO4•2H2O或CaSO4;以防MgSO4在温度低时结晶析出 【解析】 试题分析:(1)调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为Mn2++ClO﹣+H2O=MnO2↓+2H++Cl;加热有利于促进Al3+、Fe3+的水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3等沉淀及Mn2+氧化成MnO2。 (2)根据以上分析可知沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有Fe(OH)3、Al(OH)3。 (3)检验Fe3+离子的方法是在溶液中加入KSCN,溶液变红色,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,所以实验操作为取过滤II后的滤液1~2 ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+。 (4)趁热过滤时,硫酸钙的溶解度较小,而硫酸镁的溶解度较大,易于分离混合物,此时过滤得到的沉淀为CaSO4•2H2O或CaSO4,如不趁热过滤,冷却后硫酸镁的溶解度减小,会生成硫酸镁晶体。 考点:制备实验方案的设计;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离、提纯和除杂  
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考点分析:
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Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3。已知10℃70℃时,Na2S2O3100g水中的溶解度分别为60.0g212g。常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。

现实验室欲制取Na2S2O3·5H2O晶体(Na2S2O3·5H2O的分子量为248)步骤如下:

①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水。

②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。

③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤。

④滤液在经过                           后析出Na2S2O3·5H2O晶体。

⑤进行减压过滤并干燥。

(1)仪器B的名称是________。其作用是___________。加入的硫粉用乙醇润湿的目的是        

(2)步骤④应采取的操作是                                

(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是          。如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是:                                   

(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用          (填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32- + I2 S4O62- + 2I),滴定结果如下:

滴定次数

滴定前读数(mL)

滴定滴定后读数(mL)

第一次

0.30

31.12

第二次

0.36

31.56

第三次

1.10

31.88

 

则所得产品的纯度为          ,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差)     

 

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研究氮的固定具有重要意义

(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为      而存在于土壤中.处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:

2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H      K 

已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H1=﹣92.4kJ•mol﹣1   K1 

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=﹣571.6kJ•mol﹣1   K2 

则△H=      ;K=      (用K1 K2表示)

(2)在四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1mol N2、3mol H2O,在催化剂条件下进行反应①3小时,实验数据见下表:

序号

第一组

第二组

第三组

第四组

t/℃

30

40

50

80

NH3生成量/(10﹣6mol)

4.8

5.9

6.0

2.0

 

下列能说明反应①达到平衡状态的是      (填字母)K] 

a.NH3和O2的物质的量之比为4:3

b.反应混合物中各组份的质量分数不变

c.单位时间内每消耗1molN2的同时生成2molNH3

d.容器内气体密度不变

若第三组反应3h后已达平衡,第三组N2的转化率为     ;与前三组相比,第四组反应中NH3生成量最小的原因可能是              

 

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一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示已知:pM=﹣lgc(M),p(CO32﹣)=﹣lgc(CO32﹣).下列说法正确的是( 

A. MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大

B. a 点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c(CO32﹣

C. b 点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(CO32﹣

D. c 点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+>c(CO32﹣

 

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某电源装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl.下列说法正确的是( 

A. 正极反应为AgCl+e═Ag+Cl

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铜镁合金1.52g完全溶解于50mL 密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀.下列说法不正确的是(  )

A. 该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1

B. 该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L

C. NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%

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