Question

【題目】蛇紋石礦可以看作由MgO、、和組成。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下流程欲分別制得單質(zhì)Al、Fe、Mg和Si。

有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表：

金屬陽離子	氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH
	1.9	3.2
	9.4	11.6

（1）蛇紋石中所含的氧、鎂、硫、鋁這幾種元素的簡(jiǎn)單離子的半徑由小到大的順序_____，濾液A中含有的陽離子有 _________。

（2）硅元素在周期表中的位置______，二氧化碳的電子式___________。

（3）操作②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____，操作④中生成沉淀G的離子方程式為 _____。

（4）操作⑤中調(diào)節(jié)pH到時(shí)，可以用到的試劑填序號(hào)____________。

a、NaOH b、氨水 c、MgO d、Mg（OH）2

（5）從濾液H制取金屬Mg的流程如下：

流程中冶煉鎂的方法是__________，在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O制取無水氯化鎂的原因是__________。

Answer 1

【答案】Al3+＜Mg2+＜O2—＜S2— Fe3+、Al3+、Mg2+、H+ 第三周期ⅣA族 2C+SiO2 Si+2CO↑ AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3- 電解法 抑制氯化鎂水解、帶走水蒸氣

【解析】

依據(jù)流程圖可得，蛇紋石加過量鹽酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反應(yīng)溶解，SiO2不與鹽酸反應(yīng)，以沉淀的形式除去，過濾，濾液A中含有的陽離子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+；向?yàn)V液中加入過量氫氧化鈉溶液，鎂離子、鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鎂、氫氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液中，但氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，過濾，沉淀D為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀，濾液E中含有過量的氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；向?yàn)V液中通入過量二氧化碳，偏鋁酸根離子和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過濾，沉淀G為氫氧化鋁，灼燒氫氧化鋁，氫氧化鋁分解生成氧化鋁，電解熔融氧化鋁制得單質(zhì)鋁；向沉淀G中加入過量鹽酸，氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀溶解得到含有氯化鎂和氯化鐵溶液，調(diào)節(jié)溶液pH到5—6，三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾，得到氫氧化鐵膠體，濾液中含有過量鹽酸和氯化鎂。

（1）硫離子核外有三層電子層，半徑最大，氧離子、鎂離子、鋁離子核外電子排布相同，所以核電荷數(shù)越大，半徑越小，氧、鎂、硫、鋁這幾種元素的簡(jiǎn)單離子的半徑由小到大的順序Al3+＜Mg2+＜O2—＜S2—，濾液A中含有的陽離子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+，故答案為：Al3+＜Mg2+＜O2—＜S2—；Fe3+、Al3+、Mg2+、H+；

（2）硅元素的原子序數(shù)為14，位于元素周期表第三周期ⅣA族，二氧化碳為共價(jià)化合物，電子式為，故答案為：第三周期ⅣA族；；

（3）操作②中涉及的反應(yīng)為二氧化硅與碳在高溫條件下反應(yīng)生成硅和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2C+SiO2 Si+2CO↑，操作④中生成沉淀G的反應(yīng)為偏鋁酸根離子和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案為：2C+SiO2 Si+2CO↑；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（4）操作⑤中加入的物質(zhì)能和鹽酸反應(yīng)，且不引進(jìn)新的雜質(zhì)，氧化鎂、氫氧化鎂難溶于水，但能與酸反應(yīng)，可起調(diào)節(jié)pH作用，故應(yīng)該選擇cd，故答案為：cd；

（5）鎂是活潑金屬，應(yīng)采用電解其熔融鹽的方法冶煉，所以工業(yè)上用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂，鎂離子易水解生成氫氧化鎂和氫離子，在氯化氫氣流中加熱該固體時(shí)，氫離子濃度增大，抑制鎂離子水解生成氫氧化鎂，并帶走水分，故答案為：電解；抑制氯化鎂水解、帶走水蒸氣。