题目

工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下： 已知Ⅰ.白云石主要成分可表示为：CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe2O3 2.18%；SiO2 0.96%；其他 43.78%。 （1）为了提高白云石的煅烧效果，可以采取的措施是将矿石              。若在实验室中煅烧白云石，需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要             （填序号）。 A．蒸发皿         B．坩埚        C．泥三角        D．石棉网 （2）加入H2SO4控制pH时，终点pH对产品的影响如图8所示。则由图示可得到的结论及原因是： ①pH过高会导致___________________________下降，其原因是_______________________ ②pH过低会引起____________________________ ，其原因可能是__________(填序号)    A.Fe2O3溶于H2SO4最终使产品混有杂质                B.SiO2溶于H2SO4最终使产品混有杂质    C.酸性过强，形成可溶的Ca(HSO4)2，最终使产品混有含钙的杂质 （3）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表： 温度（℃） 40 50 60 70 MgSO4 30.9 33.4 35.6 36.9 CaSO4 0.210 0.207 0.201 0.193 根据上表数据，简要说明析出CaSO4.2H2O的操作步骤是                    、               。 （4）写出沉淀反应中的离子方程式：                                                     。 （5）该生产流程中还可得到的一种副产品是_______________。 （6）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：25℃时， 向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的 颜色为                 （25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12）。 pH < 8.0 8.0 ~ 9.6 > 9.6 颜色 黄色 绿色 蓝色 答案：【答案】32. 答案（16分） （1）粉碎 （2分）BC （2分） （2）①镁浸出率降低（1分）Mg(OH)2或MgO未完全溶解（1分） ②产品纯度下降（1分）AC （1分） （3）升温结晶、趁热过滤 （2分，各1分）） （4）Mg2+ +2NH3.H2O = Mg(OH)2↓+ 2NH4+ （2分） （5）(NH4)2SO4 （2分） （6）蓝色 （2分） 【解析】 试题分析： （1）提高矿石煅烧效果的措施通常是对矿石进行粉碎处理，以增大反应的接触面积，从而加快反应速率，使煅烧更加充分。若在实验室煅烧白云石，煅烧需要的配套装置有酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角坩、埚钳等，所以此处必须选BC。 （2）①图像中有两条曲线，根据提示曲线上打黑点的是镁浸出率曲线，该曲线随着横坐标终点pH的增大，呈现出逐渐下降的趋势，且当pH>6时，浸出率下降得越来越快；而曲线上打小方点的是氧化镁的纯度，该纯度随着横坐标终点pH的增大呈现出增大的趋势，但是较不同的是，开始增大迅速，当pH>6时，氧化镁的纯度增大不明显。所以①pH过高会导致镁的浸出率降低，原因是加硫酸溶解时，若pH过高，则沉淀物MgO不能完全溶解。 ②pH过低会引起制得的氧化镁的纯度偏低，原因是白云石中的氧化物杂质Fe2O3 、CaO都会溶于硫酸，并且生成可溶的物质，所以AC均有可能，选AC。 （3）由表中数据可知，硫酸镁易溶于水，溶解度随温度升高而升高，而硫酸钙则微溶于水，随着温度升高溶解度基本不变，所以利用二者溶解度上的差异，若要析出硫酸钙晶体来，可以采取的措施是升温结晶、趁热过滤。 （4）沉淀步骤中反应池中的主要为镁离子，所以加入氨水，氨水和镁离子结合生成沉淀氢氧化镁，所以离子方程式是Mg2+ +2NH3.H2O = Mg(OH)2↓+ 2NH4+ ，注意氨水不能拆。 （5）当沉淀步骤析出Mg(OH)2 后，溶液还剩下NH4+ 和SO4 2-，所以可以利用此剩余溶液制得副产品(NH4)2SO4 ，可用于做氮肥。 （6）饱和的氢氧化镁溶液存在Mg(OH)2 （s）= Mg2+（aq） + 2 OH-（aq）溶解平衡，2c（Mg2+）= c（OH -），又溶度积Ksp= c（Mg2+）c2（OH -）=5.6×10-12 ，由此可以得出c（OH -）=3.6×10-4 ，所以pH>9.6，所以加入百里酚蓝指示剂，溶液呈蓝色。 考点：本题考查的是化学工艺流程。

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