Question

12．（氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛．硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索．以菱鎂礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃）為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如圖1：

（1）稀硫酸與MgCO₃反應(yīng)的離子方程式為MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）加入H₂O₂的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，調(diào)溶液pH≈4目的是使Fe（OH）₃生成沉淀．
（3）煅燒過(guò)程存在以下反應(yīng)：
2MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑
利用圖2裝置對(duì)煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集．
①B中盛放的溶液可以是d（填字母）．B中的離子方程式為5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+4H⁺+5SO₄^2-．
a．NaOH 溶液      b．Na₂CO₃溶液      c．稀硝酸      d．KMnO₄溶液
②D中收集的氣體可以是CO（填化學(xué)式）．
③A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)物中元素最高價(jià)態(tài)為+4，該反應(yīng)中氧化劑與
還原劑的物質(zhì)的量比2：1．

Answer 1

分析 制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程：菱鎂礦（主要成分為MgCO₃，含少量FeCO₃）加入酸溶解，過(guò)濾得到溶液中含有亞鐵離子和鎂離子，濾液中加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入一水合氨調(diào)節(jié)溶液PH為4，使鐵離子全部沉淀，過(guò)濾得到濾渣2為氫氧化鐵沉淀，濾液為硫酸鎂溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌制備硫酸鎂，硫酸鎂與木炭煅燒得到MgO．
（1）碳酸鎂與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂水和二氧化碳；
（2）過(guò)氧化氫在酸性條件下氧化硫酸亞鐵為硫酸鐵；加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使氫氧化鐵全部沉淀；
（3）煅燒時(shí)應(yīng)用坩堝加熱固體；煅燒得到的氣體主要有SO₂、CO₂、CO、S，產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集，所以通過(guò)A使硫蒸氣冷凝下來(lái)，再通過(guò)B裝置高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，通過(guò)C中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳?xì)怏w在D中收集．
①二氧化硫中+4價(jià)的硫具有還原性，高錳酸鉀中+7價(jià)的錳具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成+2價(jià)的錳、+6價(jià)的硫，據(jù)此書寫方程式；
②D中收集的氣體是CO；
③氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)降低的物質(zhì)為氧化劑，化合價(jià)升高的物質(zhì)為還原劑，該反應(yīng)中氧化劑、還原劑都為S，根據(jù)得失電子求解氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比．

解答 解：（1）MgCO₃與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：MgCO₃+2H⁺═Mg²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）加入H₂O₂ 氧化時(shí)，在酸性溶液中氧化硫酸亞鐵為硫酸鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeSO₄+H₂O₂+H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，加入氨水調(diào)溶液pH≈4，使鐵離子全部沉淀，過(guò)濾后所以得到沉淀為氫氧化鐵，
故答案為：將亞鐵離子氧化為鐵離子；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；Fe（OH）₃；
（3）①B中盛放的溶液可以KMnO₄溶液吸收二氧化硫，反應(yīng)為5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄ +2MnSO₄+2H₂SO₄，反應(yīng)離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+4H⁺+5SO₄^2-，
故答案為：d；
②B裝置高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，通過(guò)C中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳?xì)怏w在D中收集，
故答案為：CO；
③A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應(yīng)，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，產(chǎn)物中元素最高價(jià)態(tài)為+4，最低價(jià)為-2價(jià)，反應(yīng)的離子方程式為：3S+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，
該反應(yīng)中氧化劑為S（2個(gè)硫從0→-2），還原劑為S（1個(gè)硫從0→+4），兩者的物質(zhì)的量比為2：1，
故答案為：2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鎂、鐵及其化合物、二氧化硫性質(zhì)應(yīng)用，混合物分離方法和實(shí)驗(yàn)操作方法、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，物質(zhì)性質(zhì)熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．