Question

白云石的主要成分為CaCO₃、MgCO₃，還含有少量Fe、Si的化合物，實驗室以白云石為原料制Mg(OH)₂及CaCO₃。步驟如下：

實驗過程中需要的數據見下表：

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Mg2+	9.5	11.0

 
請回答下列問題：
(1)過濾中所需的玻璃儀器是            。溶液A中含有Ca^2＋,Mg^2＋,Fe^2＋,Fe^3＋，則試劑①可選擇
    (填字母）
A.KMnO₄    B.Cl₂    C.H₂O₂
(2)若要利用反應過程中生成的CO₂，從溶液D中制取CaCO₃，需要先通入的一種氣體是     ，然后通入CO₂。通入CO₂氣體時請把右邊的裝置圖補充完整（不允許更換溶液，導氣管以下連接的儀器自選）。
(3)根據表中提供的數據判斷，Fe(OH)₃、Fe(OH)₂和Mg(OH)₂的溶度積常數由小到大的排列順序為           。

(4)若將制取的Mg(OH)₂：加入到某聚乙烯樹脂中，樹脂可燃性大大降低，Mg(OH)起阻燃作用的主要原因是       。

Answer 1

（12分）（1）玻璃棒、燒杯、漏斗（2分）；BC（2分）
（2）NH₃（1分）；（2分，使用干燥管也得分）
(3) K_sp[Fe(OH)₃]＜K_sp[Fe(OH)₂]＜K_sp[Mg(OH)₂]（2分）
（4）Mg(OH)₂受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳。（2分，答出其中一個方面即可）

試題分析：根據流程可知，白云石加鹽酸反應后的溶液中主要為氯化鈣、氯化鎂、氯化亞鐵、氯化鐵，加試劑①將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加氧化鎂除去鐵離子，溶液C中主要含Ca^2＋、Mg^2＋，加CaO促進鎂離子水解從而除去鎂離子。
（1）過濾操作中的主要儀器是鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗，因此主要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、漏斗。由于選擇氧化劑時不能引入新的雜質，高錳酸鉀的還原產物是Mn^2＋，屬于雜質，因此不能選擇高錳酸鉀溶液，所以試劑①為氯氣或雙氧水，即答案選B或C。
（2）CO₂溶于水，溶液顯酸性，不能和氯化鈣反應生成白色沉淀。所以要制備碳酸鈣沉淀，應該首先通入氨氣，然后再通入CO₂。由于氨水溶液顯堿性，所以通入二氧化碳時應注意防止倒吸，因此正確的裝置圖可以為。
（3）由表格中的數據可知，沉淀的pH越小，則溶度積越小。所以Fe(OH)₃、Fe(OH)₂和Mg(OH)₂的溶度積常數由小到大的排列順序K_sp[Fe(OH)₃]＜K_sp[Fe(OH)₂]＜K_sp[Mg(OH)₂]。
（4）Mg(OH)₂起阻燃作用的主要原因是Mg(OH)₂受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳。故答案為：Mg（OH）₂受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳．