Question

【題目】鎂的化合物在化工生產(chǎn)和藥物合成上有重要用途。某興趣小組以一種工業(yè)廢渣（主要成分為MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物）為原料制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）廢渣的成分為_________（填化學(xué)式），過(guò)濾裝置在使用一段時(shí)間后需用NaOH溶液清洗，用化學(xué)方程式表示其清洗原理_____________________。

（2）加入H2O2的目的是__________________，一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)并放熱，則產(chǎn)生氣泡的原因是____________。

（3）萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前須洗干凈并________________。萃取分液的目的是____________。（填序號(hào)）

A、除去水溶液中的鐵離子

B、增加鎂離子在水中的溶解性

C、富集鐵元素，可以回收利用

（4）萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實(shí)驗(yàn)操作：邊攪拌邊向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，________，確定沉淀完全后，過(guò)濾、____________，得到MgCO3·3H2O。

Answer 1

【答案】 H2SiO3 H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O 將Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+催化H2O2分解 檢漏 A C 向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無(wú)沉淀生成 用水洗滌固體2-3次、在50℃下干燥

【解析】試題分析：由已知及流程圖，向廢渣中加入40%H2SO4酸溶，MgCO3和少量Fe的氧化物溶解，MgSiO3與硫酸反應(yīng)生成H2SiO3沉淀；過(guò)濾后向所得溶液中加30%H2O2氧化，使Fe元素存在形式變?yōu)镕e3+，然后加入有機(jī)萃取劑分離出去；最后溶液經(jīng)過(guò)一系列處理，得到MgCO3·3H2O。

解析：（1）因?yàn)镠2SO4+MgSiO3=MgSO4+H2SiO3↓，所以酸溶后所得濾渣為H2SiO3；過(guò)濾裝置在使用一段時(shí)間后，會(huì)有硅酸沉積，需用NaOH溶液清洗，生成可溶性的Na2SiO3。故答案為：H2SiO3 ； H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O。

（2）加入H2O2是為了將Fe2+氧化為Fe3+，從而在后續(xù)步驟從溶液中分離出去；因?yàn)镕e3+能夠?qū)�H2O2的分解起催化作用，所以一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)并放熱。故答案為：將Fe2+氧化成Fe3+ ；Fe3+催化H2O2分解。

（3）使用分液漏斗前必須進(jìn)行檢漏；通過(guò)萃取分液既可以除去水溶液中的Fe3+，又可以富集鐵元素，回收利用。故答案為：檢漏；AC。

（4）向萃取后的水溶液中滴加Na2CO3溶液會(huì)生成MgCO3，至有大量沉淀生成，靜置，取上層清液滴加Na2CO3溶液，若無(wú)沉淀生成 ，則說(shuō)明MgCO3已沉淀完全，過(guò)濾、用蒸餾水洗劑沉淀2~3次、低溫干燥，就能得到MgCO3·3H2O。故答案為：向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無(wú)沉淀生成； 用水洗滌固體2-3次、在50℃下干燥。

點(diǎn)晴：分離提純型探究實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題一般以物質(zhì)的制備、分離、提純?yōu)榛�礎(chǔ)，考查基本的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)基本操作。在解題過(guò)程中需要注意題目所提供的信息，特別是新物質(zhì)的制備過(guò)程中，有一些特殊的性質(zhì)（如易水解、熔沸點(diǎn)等）。工藝流程題與各個(gè)知識(shí)模塊的結(jié)合點(diǎn)較多，因此在分析工業(yè)生產(chǎn)工藝流程題時(shí)，應(yīng)將流程路線、試題設(shè)問(wèn)和理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。解題時(shí)首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)，即箭頭進(jìn)出方向，其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理，緊扣信息，搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng)，弄清有關(guān)反應(yīng)原理，明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離等)，最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí)，有效利用信息，準(zhǔn)確答題。