Question

镁的化合物在化工生产和药物合成上有重要用途。某兴趣小组以一种工业废渣（主要成分为MgCO₃、MgSiO₃和少量Fe的氧化物）为原料制备MgCO₃·3H₂O。实验过程如下：

（1）废渣的成分为_________（填化学式），过滤装置在使用一段时间后需用NaOH溶液清洗，用化学方程式表示其清洗原理_____________________。

（2）加入H₂O₂的目的是__________________，一段时间后，溶液中有气泡出现并放热，则产生气泡的原因是____________。

（3）萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前须洗干净并________________。萃取分液的目的是____________。（填序号）

A、除去水溶液中的铁离子          

B、增加镁离子在水中的溶解性

C、富集铁元素，可以回收利用

（4）萃取后得到的水溶液制备MgCO₃·3H₂O的实验操作：边搅拌边向溶液中滴加Na₂CO₃溶液至有大量沉淀生成，静置，________，确定沉淀完全后，过滤、____________，得到MgCO₃·3H₂O。

Answer

H2SiO3 H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O 将Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+催化H2O2分解 检漏 A C 向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成 用水洗涤固体2-3次、在50℃下干燥

【解析】试题分析：由已知及流程图，向废渣中加入40%H2SO4酸溶，MgCO3和少量Fe的氧化物溶解，MgSiO3与硫酸反应生成H2SiO3沉淀；过滤后向所得溶液中加30%H2O2氧化，使Fe元素存在形式变为Fe3+，然后加入有机萃取剂分离出去；最后溶液经过一系列处理，得到MgCO3·3H2O。

解析：（1）因为H2SO4+MgSiO3=MgSO4+H2SiO3↓，所以酸溶后所得滤渣为H2SiO3；过滤装置在使用一段时间后，会有硅酸沉积，需用NaOH溶液清洗，生成可溶性的Na2SiO3。故答案为：H2SiO3 ； H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O。

（2）加入H2O2是为了将Fe2+氧化为Fe3+，从而在后续步骤从溶液中分离出去；因为Fe3+能够对H2O2的分解起催化作用，所以一段时间后，溶液中有气泡出现并放热。故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+ ；Fe3+催化H2O2分解。

（3）使用分液漏斗前必须进行检漏；通过萃取分液既可以除去水溶液中的Fe3+，又可以富集铁元素，回收利用。故答案为：检漏；AC。

（4）向萃取后的水溶液中滴加Na2CO3溶液会生成MgCO3，至有大量沉淀生成，静置，取上层清液滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成 ，则说明MgCO3已沉淀完全，过滤、用蒸馏水洗剂沉淀2~3次、低温干燥，就能得到MgCO3·3H2O。故答案为：向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成； 用水洗涤固体2-3次、在50℃下干燥。

点晴：分离提纯型探究实验评价题一般以物质的制备、分离、提纯为基础，考查基本的实验原理、实验方法和实验基本操作。在解题过程中需要注意题目所提供的信息，特别是新物质的制备过程中，有一些特殊的性质（如易水解、熔沸点等）。工艺流程题与各个知识模块的结合点较多，因此在分析工业生产工艺流程题时，应将流程路线、试题设问和理论知识有机结合起来。解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离等)，最后联系储存的知识，有效利用信息，准确答题。