备战高考化学培优(含解析)之镁及其化合物含详细答案.docx

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1、备战高考化学培优(含解析)之镁及其化合物含详细答案一、镁及其化合物1．卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白：表1生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)2.73.73Fe(OH)7.6﹡9.62Mn(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，常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去表2原料价格

2、表物质价格/（元·吨-1）漂液（含25.2%NaClO）450双氧水（含30%H2O2）2400烧碱（含98%NaOH）2100纯碱（含99.5%Na2CO3）600（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是____________，其作用是_________________；（2）在步骤③中加入的试剂应是_______________________；之所以要控制pH=9.8，其目的是___________________________________________________________。（3）在步骤④中加入的试剂Z应是_

3、_______________；（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是_____________________________________________。【答案】漂液(或NaClO)将Fe2+氧化为Fe3+烧碱(或NaOH)使Fe3+、Mn2+沉淀完全，又尽量减少Mg2+的损失纯碱(或Na2CO3)MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑【解析】【分析】为除去Fe2+，先将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入NaOH调节pH为9.8，然后在滤液中加入纯碱将Mg2+从溶液中以MgCO3沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg(OH)2，灼烧

4、后得到MgO。【详解】(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+，并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之．虽然漂液和H2222O都可采用，但对比表2提供的原料价格可以看出，漂液比HO的价格低得多，所以选漂液最合理；(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，应加入NaOH，如加入纯碱，不能达到较高的PH，且易生成碳酸镁沉淀，分析表1提供的数据：除去杂质离子合理的pH范围是3.7＜pH＜9.8，在此范围内，如果pH过高，就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中，从而

5、导致生产成本的提高．为了兼顾产品质量和生产成本，选择pH=9.8最合理，当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀，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，以此保证产品的纯度值得；(3)步骤④的目的是将Mg2+从溶液中沉淀出来．从MgCl2制得MgO，有两种可行的方法，一种是向溶液中加入烧碱，另一种方法是向溶液中加入纯碱，此处选用后一种方法更合理．一方面，加烧碱生成的中间产物Mg(OH)2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，只能得到重质氧化镁；加纯碱生成的中间产物MgCO3呈粗颗粒状，易过滤

6、，MgCO3在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2，由于CO2气体的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁．另一方面，对比表2中烧碱和纯碱的价格可以看出，纯碱比烧碱价格低得多，采用纯碱路线既合理又经济；(4)步骤⑤中反应的化学方程式为：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑。2．镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：试回答下列问题：（1）在镁铝合金中加入NaOH溶

7、液，写出反应的化学反应方程式，固体B的化学式。（2）操作Ⅱ包含的实验步骤有：蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。（3）操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00g，得到固体A的质量为4.95g，硫酸铝晶体的质量为49.95g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K，553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG曲线见下图,已知：。根据图示数据计

8、算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑（2）Al(OH)3（3）冷却结晶（4）过滤减少