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15.碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体,工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3•3H2O的方法如下:

(1)写出沉淀过程的离子方程式Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓.
(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图1所示,沉淀过程的操作为c(填序号).

a.向卤水中滴加NaOH溶液,同时通入CO2
b.向NaOH溶液中滴加卤水,同时通入CO2
c.向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2
d.向NaOH溶液中通入CO2至饱和,然后滴加卤水,同时继续通入CO2
(3)沉淀过程的c(Mg2+)随时间的变化如图2所示,不同温度下所得到的沉淀产物如图3所示,沉淀过程选择的温度为313K,理由是较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,提高Mg2+的沉淀率,但温度过高易生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O.
(4)写出MgCO3•3H2O在323K温度时发生转化的化学方程式5MgCO3•3H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O+CO2↑+10H2O.
(5)在洗涤步骤中,表明产物洗涤干净的操作为取最后一次洗涤滤液,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净.

分析 从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3•3H2O,在卤水中加氢氧化钠并通入二氧化碳得碳酸镁晶体沉淀,经洗涤、烘干、得MgCO3•3H2O,
(1)沉淀过程中生成MgCO3•3H2O↓,根据电荷守恒和元素守恒书写反应的离子方程式;
(2)根据图1可知,沉淀过程的pH随时间的变化是先变小后增大,然后保持在9-10之间左右,而溶液起始的PH值在7-8左右,据此判断;
(3)根据图2可知,较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,根据图3可知,323K时,Mg2+生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O沉淀;
(4)MgCO3•3H2O在323K温度时转化成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O,根据元素守恒书写化学方程式;
(5)在洗涤步骤中,沉淀是从含有氯离子的溶液中析出的,所以可以通过检验氯离子判断产物洗涤是否干净.

解答 解:从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3•3H2O,在卤水中加氢氧化钠并通入二氧化碳得碳酸镁晶体沉淀,经洗涤、烘干、得MgCO3•3H2O,
(1)沉淀过程中生成MgCO3•3H2O↓,反应的离子方程式为Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓,
故答案为:Mg2++CO2+2OH-+2H2O═MgCO3•3H2O↓;
(2)根据图1可知,沉淀过程的pH随时间的变化是先变小后增大,然后保持在9-10之间左右,而溶液起始的PH值在7-8左右,所以沉淀过程的操作为向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2,故选c;
(3)根据图2可知,较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,根据图3可知,323K时,Mg2+生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O沉淀,所以选择的温度为313K,理由是较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,提高Mg2+的沉淀率,但温度过高易生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O,
故答案为:313K;较高的温度能够加快沉淀反应的速率,也使得溶液中残留的c(Mg2+)较小,提高Mg2+的沉淀率,但温度过高易生成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O;
(4)MgCO3•3H2O在323K温度时转化成Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O,反应的化学方程式为5MgCO3•3H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O+CO2↑+10H2O,
故答案为:5MgCO3•3H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O+CO2↑+10H2O;
(5)在洗涤步骤中,沉淀是从含有氯离子的溶液中析出的,所以可以通过检验氯离子判断产物洗涤是否干净,所以表明产物洗涤干净的操作为取最后一次洗涤滤液,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤滤液,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净.

点评 本题考查制备实验方案的设计,为高考考点,准确理解工业原理、掌握实验基本操作为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.A~J均为有机化合物,它们之间的转化如下图所示.
实验表明:
①D既能发生银镜反应,又能与金属钠反应放出氢气;
②核磁共振氢谱表明F分子中有三种氢,且其峰面积之比为1:1:1;
③G能使溴的四氯化碳溶液褪色; 
④I中有两个环状结构;
⑤1mol J与足量金属钠反应可放出22.4L氢气(标准状况).

请根据以上信息回答下列问题:
(1)A的结构简式为BrCH2CH=CHCH2Br(不考虑立体异构),由A生成B的反应类型是水解反应或取代反应反应;
(2)D的结构简式为HOCH2CH2CH2CHO;
(3)由E生成F的化学方程式为HOCH2CH2CH2COOH$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O,
与E具有相同官能团的E的同分异构体除了和以外,还有、 (写出结构简式,不考虑立体异构).
(4)G的结构简式为;
(5)由I生成J的化学方程式为.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

14.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”(设NA为阿伏加德罗常数)
(1)25℃时,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA×(判断对错)
(2)标准状况下,22.4L盐酸含有NA个HCl分子×(判断对错)
(3)1mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子×(判断对错)
(4)1L 1mol•L-1的NaClO溶液中含有ClO-的数目为NA×(判断对错)
(5)常温常压下,14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA√(判断对错)
(6)标准状况下,6.72L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA×.(判断对错)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.一包由Cu、Fe、Fe2O3三种物质构成的混合粉末,某合作学习小组的同学拟探究其组成.他们称取该混合粉末20.40g放入反应器中并连接气体收集装置,向反应器逐滴加入4.00mol•L-1硫酸溶液并缓慢搅拌.当加入硫酸a mL时,混合粉末恰好完全溶解,同时收集到bL(标准状况)H2,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色.下列结论正确的是(  )
A.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Cu)+n(Fe)=n(Fe2O3)
B.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Fe)>n(Cu)>n(Fe2O3)
C.混合粉末中物质的量之间一定满足:n(Cu)+n(Fe)═n(Fe2O3)+$\frac{bL}{22.4L•mo{l}^{-1}}$
D.若a=72.50,b=1.12,则20.40g混合粉末中:n(Fe)=n(Cu)=0.05mol、n(Fe2O3)=0.09mol

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.对照要求写出相应的化学用语
(1)系统命名:2,3-二甲基丁烷
(2)3-甲基-2-戊烯结构简式:
(3)的分子式:C4H8O
(4)分子式C3H8O属于醇类的同分异构体有2种; 他们的结构简式 为:CH3CH(OH)CH3;CH3CH2CH2OH.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.(1)用系统命名法给下列物质命名
名称:2,4,6-三甲基-3-乙基辛烷   名称:2-甲基-1,3-丁二烯
(2)分子式为C5H10的烯烃的结构有5种,其中有三个-CH3的结构简式为:

一氯丁烯的同分异构体有8种,分子里含有结构的有4种
(3)等物质的量的下列烃,完全燃烧耗氧量最大的是⑤
①甲烷  ②2-甲基丁烷  ③2-甲基-1-丁烯  ④苯 ⑤己烷 ⑥1-己烯
(4)用一种试剂将下列各组物质鉴别开.
①和:KMnO4(H+)溶液.
②,和C6H12(已烯):溴水.
③,CCl4和乙醇:水.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.以下是工业处理含苯酚的废水并对其回收利用的工业流程:

回答下列问题:
(1)设备①进行的操作是萃取(写操作名称),进行该操作所用的主要仪器是分液漏斗、烧杯.
(2)设备③中反应的化学方程式为C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3.
(3)上图中,能循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液、CO2.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

4.CO和联氨(N2H4)的性质及应用的研究是能源开发、环境保护的重要课题.
(1)NH4Cl的水溶液显弱酸性,其原因为NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用离子方程式表示);0.1mol•L-1的NH4Cl水溶液中加入少量明矾[KAl(SO4)2•12H2O],溶液中NH4+的浓度增大(填“增大”或“减小”).

(2)联氨的性质类似于氨气,将联氨通入CuO浊液中,有关物质的转化如图1所示.
①在图示的转化中,化合价不变的元素是氢、钠(填元素名称).
②加入NaClO时发生的反应为:Cu(NH3)42++2ClO-+2OH-═Cu(OH)2↓+2N2H4↑+2Cl-+2H2O.该反应需在80℃以上进行,其目的除了加快反应速率外,还有使Cu(OH)2分解生成CuO、降低N2H4溶解度,促进N2H4的挥发.
(3)通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离.图2是常温时,某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀--溶解图象,图中直线上的点表示平衡状态.当溶液中的离子浓度小于1×10-5mol•L-1时,认为该离子沉淀完全.
①相同条件下,Fe(OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三种物质的溶度积常数最大的是Cr(OH)3,图中A、B、C三点中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是C.
②由图可得Fe(OH)2的溶度积的值为1×10-15.

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

5.将8gNaOH溶于多少克水中,才能使每10个水分子溶有一个钠离子?

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