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时间:2021-01-04
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1、高考化学压轴题专题复习—镁及其化合物的推断题综合含答案解析一、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F
2、e3+,生成Fe(OH)3沉淀除去表2原料价格表物质价格/(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、________________________。(3)在步骤④中加入的试剂Z应是________________;(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N
4、aOH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
5、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
6、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,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.有关
7、物质的转化关系如下图所示(部分物质和条件已略去)。A是金属单质,D是非金属单质,B、F是气体且B无色无味,G是最常见的无色液体。请回答下列问题:(1)C的化学式为:______________。(2)B的电子式为:______________。(3)写出③的离子方程式:__________________。(4)写出②的化学方程式,并用“单线桥”标出电子转移的方向和数目________________。【答案】MgOH2O+3NO2===2H+-+2NO3+NO【解析】A是金属单质在无色气体B中燃
8、烧生成非金属单质D,则A是Mg、B是CO2、C是MgO、D是C;碳可以和浓硫酸、浓硝酸在加热条件下反应生成CO2,结合F与水化合能生成E,可知E为浓硝酸,F为NO2;(1)C的化学式为MgO;(2)CO2是共价化合物,其的子式为;(3)NO2溶解于水生成硝酸和NO的离子方程式为H2O+3NO2===2H++2NO3-+NO;(4)碳与浓硝酸反应生成CO2的反应是氧化还原反应,其反应化学方程式及电子转移的方向和数目为。点睛:此类题的解答一般有以下步骤:思维
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