以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)為原料制備高純MgO,流程如下:
已知:H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
(1)“溶解”時,MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑。
(2)“轉(zhuǎn)化”過程中,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化關(guān)系如圖所示。
①40~75℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化率增大的原因可能是 40~75℃范圍內(nèi),溫度升高,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率增大40~75℃范圍內(nèi),溫度升高,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率增大。
②溫度大于75℃,隨著溫度的升高,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化率減小。某同學(xué)猜想其主要原因是H2O2受熱分解,請設(shè)計實驗證明該同學(xué)的猜想:取2份等體積等質(zhì)量分數(shù)的雙氧水,將其中一份用75℃以上水浴加熱,觀察比較2份液體中氣泡產(chǎn)生的速率取2份等體積等質(zhì)量分數(shù)的雙氧水,將其中一份用75℃以上水浴加熱,觀察比較2份液體中氣泡產(chǎn)生的速率。
(3)“調(diào)pH”時,溶液pH不宜過大。其原因除pH過大將增加氨水的使用量,還可能的是 pH過大,會生成Mg(OH)2,導(dǎo)致高純MgO產(chǎn)品產(chǎn)量降低pH過大,會生成Mg(OH)2,導(dǎo)致高純MgO產(chǎn)品產(chǎn)量降低。
(4)某興趣小組探究“煅燒”時MgSO4與C的反應(yīng),實驗裝置如圖所示。
①“煅燒”時,裝置甲發(fā)生了某個反應(yīng),該反應(yīng)生成3種氧化物。裝置乙中KMnO4溶液褪色,裝置丙中澄清石灰水變渾。裝置甲發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2MgSO4+C 高溫 2MgO+CO2↑+2SO2↑2MgSO4+C 高溫 2MgO+CO2↑+2SO2↑。
②經(jīng)檢驗,500℃下加熱裝置甲中反應(yīng)后的固體,可得到一種只含硫且相對分子質(zhì)量為192的氣體。該氣體的化學(xué)式是 S6S6。
③反應(yīng)后,測量裝置乙溶液中SO2-4的含量的測定,請補充完整實驗方案:取適量反應(yīng)后裝置乙中的液體,向其中滴加BaCl2溶液,至沉淀不再產(chǎn)生為止向其中滴加BaCl2溶液,至沉淀不再產(chǎn)生為止,過濾、用蒸餾水洗滌沉淀2~3次用蒸餾水洗滌沉淀2~3次、干燥,得一定質(zhì)量的BaSO4沉淀。(須使用的試劑有:BaCl2溶液、蒸餾水)
高溫
高溫
SO
2
-
4
【答案】MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑;40~75℃范圍內(nèi),溫度升高,F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率增大;取2份等體積等質(zhì)量分數(shù)的雙氧水,將其中一份用75℃以上水浴加熱,觀察比較2份液體中氣泡產(chǎn)生的速率;pH過大,會生成Mg(OH)2,導(dǎo)致高純MgO產(chǎn)品產(chǎn)量降低;2MgSO4+C 2MgO+CO2↑+2SO2↑;S6;向其中滴加BaCl2溶液,至沉淀不再產(chǎn)生為止;用蒸餾水洗滌沉淀2~3次
高溫
【解答】
【點評】
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