Question

金属及其化合物在生产中用途广泛。

I.CuSO₄·5H₂O的制取

(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加少量稀硝酸(可加热)，铜粉溶解时可以观察到的实验现象:____。

(2)根据反应原理，硝酸与硫酸的理论配比(物质的量之比)为__________。

(3)步骤I、步骤II的操作名称分别是____、_____。

II.利用生产硼砂的废渣硼镁泥(主要成分为MgCO₃、SiO₂,还含有少量Fe₂O₃、MnO等)为主要原料制取轻质碳酸镁[MgCO₃·Mg(OH)₂·2H₂O]的工业流程如下:

(4)实验室进行操作I、操作II所需的玻璃仪器有烧杯、______。滤渣I的成分是_____。

(5)写出“酸溶”一步中，MgCO₃和硫酸反应的离子方程式__________。

(6)滤渣2的主要成分有MnO₂和Fe(OH)₃,写出生成MnO₂的离子方程式_________。

(7)“合成”时需通蒸汽至80℃,边加热边搅拌，温度不能超80℃的原因是_________。

Answer

无色气体变为红棕色气体，溶液呈蓝色 2: 3 蒸发浓缩 冷却结晶 玻璃棒、漏斗 SiO2 MgCO3+ 2H+=Mg2++H2O +CO2↑ Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl- (NH4)2CO3受热分解或产物分解

【解析】I.(1)在酸性溶液中硝酸盐具有强氧化性，与铜反应生成硝酸铜、NO和水，NO易被氧化为二氧化氮，因此铜粉溶解时可以观察到的实验现象是无色气体变为红棕色气体，溶液呈蓝色。(2)硫酸是二元强酸，硝酸是一元强酸，反应3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O中硝酸根与氢离子的物质的量之比是1：4，则硝酸与硫酸的理论配比(物质的量之比)为2:3。(3)得到硝酸铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。

II.由制备流程可知，硼镁泥的主要成分为MgCO3、SiO2,还含有少量Fe2O3、MnO等，向废渣中加硫酸时SiO2不溶解，过滤得到滤渣1为二氧化硅，NaClO具有氧化性，能将Mn2+氧化为MnO2，调节pH生成MnO2、Fe(OH)3沉淀，过滤得滤渣2为MnO2、Fe(OH)3，再经过系列除杂后所得溶液中加碳酸铵溶液，得到轻质碳酸镁，则

(4)实验室进行操作I、操作II均是过滤，所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。滤渣I的成分是SiO2。(5)“酸溶”一步中MgCO3和硫酸反应的离子方程式为MgCO3+2H+＝Mg2++H2O+CO2↑。(6)次氯酸钠能氧化锰离子生成MnO2的离子方程式为Mn2++ClO-+H2O＝MnO2↓+2H++Cl-。(7)“合成”时在溶液中加碳酸铵溶液，得到轻质碳酸镁、硫酸铵和水，温度过低反应速率慢，温度过高轻质碳酸镁、碳酸铵会分解，因此“合成”时温度不能超80℃。