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时间:2018-07-22
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1、烧碱比纯碱价格昂贵,生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难,更重要的是反应过程中不能进行轻...纯碱价格较低,生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状,易过滤。...&由“卤块”制“轻质氧化镁”工艺流程刘发初(黄浦区教师进修学院,上海200002)加YpH=9.8过滤卤块溶液溶液滤液沉淀物加盐酸沉淀物沉淀物气体轻质氧化物①加X②③加Z④水中煮沸⑤⑥灼烧[题目]“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低。流
2、程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。表1生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6*Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1*Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成为Fe3+,生成沉淀Fe(OH)3而除去。表2工业品价格表工业品规格价格(元/t)漂液含NaClO25.2%450过氧化氢30%2400烧碱98%2100纯碱99.5%600卤块含MgCl230%310请填写以下空白:(1)在步骤②中加入的物质X,最佳选择应是_____,其作用是_
3、_____。(2)在步骤③中加入的物质Y应是___________,之所以要控制pH=9.8的目的是_____________________。(3)在步骤⑤时发生反应的化学方程式是______________________。[命题意图]本题为1997年高考试测题,取材于轻质氧化镁的生产工艺。此题的编制基于轻质氧化镁有多种工业用途,作为橡胶增强剂是其重要应用之一。同时,还显示出海水的综合利用,因为卤块是海水制盐的副产品。试题给出了生产的工艺流程,意在让学生初步感受到学习化学的学科价值――学以致用,学有所用,化学创造美好生活。试图重
4、点考查学生查阅和应用数据的能力,将经济价值观与化学反应的选择结合在一起考查学生的评价决策能力。题中给出的是一个合理的工艺流程,步骤亦不算复杂,所以按流程步骤顺序思索,并不困难。关键是解题中要求学生能应用数据来判断问题、解决问题,善于调取已形成的知识网络,把在暂时硬水软化中学到的知识迁移到轻质氧化镁的生产里来。[解题思路]本题涉及到较多文字、一个流程图、两张表格等,对于这种类型的题目,宜先看问题后看正文,带着问题阅读。针对题目给出的或平行或阶梯形的信息,找出其中的联系。为除去Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子,从表1可以看出,当加入烧
5、碱控制在pH=9.8时即可达到目的。此时Mg2+也会因生成部分Mg(OH)2而进入沉淀中,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,其结果是保证了产品的纯度。由表1注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化成为Fe3+,生成沉淀Fe(OH)3而除去。所以加入的试剂X应该是一种氧化剂。为将Fe2+氧化成Fe3+,由表2可看出有两种氧化剂可以采用,即漂液和过氧化氢。多中选优,从表2中的价格可看出,前者比后者便宜得多,应选用漂液。从氯化镁制成氧化镁,有两条反应路线:其一,烧碱路线:MgCl2Mg(OH)2MgO其
6、二,纯碱路线:MgCl2MgCO3MgO烧碱比纯碱价格昂贵,生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难,更重要的是反应过程中不能进行轻化处理,因而只能得重质氧化镁。由此可见,烧碱路线应当摒弃。纯碱价格较低,生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状,易过滤。碳酸镁在水中经一定时间的加热会有部分因水解形成了二氧化碳:MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑由于二氧化碳的放出使沉淀变为多孔疏松,经灼烧分解得到的氧化镁也多孔疏松、质轻。[试题点评]1.这是一道以流程形式呈现的实验题,主题结合工业生产实际考查无机化合物(轻质氧化镁)的转化生成、
7、分离、提纯问题。涉及了金属元素(Mg、Fe、Mn)及其化合物相互转化的知识和信息加工、迁移能力,逻辑推理和逆向思维能力。2.试题以选择原料、评价生产方法来设问,突出了自学能力和评价能力的考查,展现了化工生产价值观念的重要意义,从而促成学生将对化学反应的认识与社会生产相结合,考查了学生全方位联系实际的创新精神。3.工艺流程中所涉及的生产实际步骤并不复杂,关键是选取试剂要合理——既要达到产品质量要求,又要成本低廉,考查学生分析问题的能力。试题强调了生产中的经济效益,立意指向化学学习的价值观,这是一种对思维作较深刻的考查,也是适应市场经济
8、大背景下的对学生综合能力的培养和测试。4.试题包含了一个生产目的,多种达到的生产途径。要求学生通过分析和综合、比较和认证,权衡利弊,多中选优,优化组合,选择解决问题的最佳方案。问题解决要求有较扎实的化学功底和较强的评判能力。5.该试题
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