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13.(7分)氯化镁产品大多数是黄褐色或白色固体,习惯上称为卤片。某卤片的主要成分为$\ce{MgCl_{2}}$,还含少量$\ce{MgSO_{4}}$、$\ce{NaCl}$和$\ce{FeCl_{3}}$,以该卤片为原料生产$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$的工艺流程示意图如下:
已知: ① $\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O \xrightarrow{96~117° C} MgCl_{2}·4H_{2}O \xrightarrow{135~180° C} MgCl_{2}·2HO}$。
②$\ce{pH=1.5}$时,氢氧化铁开始沉淀;$\ce{pH=2.8}$时,氢氧化铁沉淀完全。
③$\ce{pH=8.9}$时,氢氧化镁开始沉淀;$\ce{pH=10.9}$时,氢氧化镁沉淀完全。
(1)配制50 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,下列仪器中不会用到的是
(2)“沉铁”时,调节溶液$\ce{pH=6.5}$,该溶液呈
(3)加入适量氯化钡溶液可实现“脱硫”,反应的化学方程式为
(4)“滤渣”的成分为
(5)为制备$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$,“一系列操作”中宜采用降温结晶,而不宜采用蒸发结晶,其原因是
已知: ① $\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O \xrightarrow{96~117° C} MgCl_{2}·4H_{2}O \xrightarrow{135~180° C} MgCl_{2}·2HO}$。
②$\ce{pH=1.5}$时,氢氧化铁开始沉淀;$\ce{pH=2.8}$时,氢氧化铁沉淀完全。
③$\ce{pH=8.9}$时,氢氧化镁开始沉淀;$\ce{pH=10.9}$时,氢氧化镁沉淀完全。
(1)配制50 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,下列仪器中不会用到的是
C
(填字母)。(2)“沉铁”时,调节溶液$\ce{pH=6.5}$,该溶液呈
酸
性。(3)加入适量氯化钡溶液可实现“脱硫”,反应的化学方程式为
$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$
。(4)“滤渣”的成分为
硫酸钡、氢氧化铁
。(5)为制备$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$,“一系列操作”中宜采用降温结晶,而不宜采用蒸发结晶,其原因是
$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$
,蒸发结晶容易导致氯化钠析出
(答两点)。答案
13.(1)C (2)酸
(3)$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$
(4)硫酸钡、氢氧化铁
(5)$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$ 蒸发结晶容易导致氯化钠析出
(3)$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$
(4)硫酸钡、氢氧化铁
(5)$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$ 蒸发结晶容易导致氯化钠析出
解析
【分析】
1. 第(1)问：配制一定溶质质量分数的溶液，需明确操作步骤（计算、称量、量取、溶解），对应所需仪器，排除用到的，确定不会用到的仪器为选项C。
2. 第(2)问：根据溶液酸碱性与pH的关系，pH＜7为酸性，pH=7为中性，pH＞7为碱性，pH=6.5＜7，故溶液呈酸性。
3. 第(3)问：“脱硫”是除去溶液中的$\ce{SO^{2-}_{4}}$，加入$\ce{BaCl_{2}}$后，$\ce{Ba^{2+}}$与$\ce{SO^{2-}_{4}}$结合生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，发生复分解反应，据此书写化学方程式。
4. 第(4)问：“沉铁”时，$\ce{FeCl_{3}}$在pH=2.8时已沉淀完全，调节pH=6.5时$\ce{Fe^{3+}}$完全转化为$\ce{Fe(OH)_{3}}$沉淀；“脱硫”时生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，故滤渣为这两种物质。
5. 第(5)问：结合题给信息，$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96~117℃会分解，蒸发结晶需加热，会导致目标晶体分解；同时杂质$\ce{NaCl}$的溶解度受温度影响小，蒸发结晶时$\ce{NaCl}$会析出，影响产品纯度，因此选择降温结晶。
【解析】
(1) 配制50 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液，操作步骤为计算、称量、量取、溶解，所需仪器有托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒，不会用到的仪器为选项C。
(2) 溶液的pH=6.5，小于7，因此该溶液呈酸性。
(3) 氯化钡与硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁，化学方程式为：$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$。
(4) “沉铁”时，调节pH=6.5，$\ce{Fe^{3+}}$完全转化为$\ce{Fe(OH)_{3}}$沉淀；“脱硫”时，氯化钡与硫酸镁反应生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，因此滤渣的成分为硫酸钡、氢氧化铁。
(5) 不宜采用蒸发结晶的原因：①$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$，无法得到目标晶体；②蒸发结晶过程中，杂质氯化钠会析出，导致产品不纯，因此采用降温结晶。
【答案】
(1)C (2)酸 (3)$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$ (4)硫酸钡、氢氧化铁 (5)$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$；蒸发结晶容易导致氯化钠析出
【知识点】
溶液配制、pH与酸碱性、化学方程式书写、物质除杂、结晶方法
【点评】
本题以工业制备氯化镁晶体的工艺流程为背景，综合考查多个化学基础知识点，需结合题给信息分析各步操作原理，注重知识的应用与迁移，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
1. 第(1)问：配制一定溶质质量分数的溶液，需明确操作步骤（计算、称量、量取、溶解），对应所需仪器，排除用到的，确定不会用到的仪器为选项C。
2. 第(2)问：根据溶液酸碱性与pH的关系，pH＜7为酸性，pH=7为中性，pH＞7为碱性，pH=6.5＜7，故溶液呈酸性。
3. 第(3)问：“脱硫”是除去溶液中的$\ce{SO^{2-}_{4}}$，加入$\ce{BaCl_{2}}$后，$\ce{Ba^{2+}}$与$\ce{SO^{2-}_{4}}$结合生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，发生复分解反应，据此书写化学方程式。
4. 第(4)问：“沉铁”时，$\ce{FeCl_{3}}$在pH=2.8时已沉淀完全，调节pH=6.5时$\ce{Fe^{3+}}$完全转化为$\ce{Fe(OH)_{3}}$沉淀；“脱硫”时生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，故滤渣为这两种物质。
5. 第(5)问：结合题给信息，$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96~117℃会分解，蒸发结晶需加热，会导致目标晶体分解；同时杂质$\ce{NaCl}$的溶解度受温度影响小，蒸发结晶时$\ce{NaCl}$会析出，影响产品纯度，因此选择降温结晶。
【解析】
(1) 配制50 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液，操作步骤为计算、称量、量取、溶解，所需仪器有托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒，不会用到的仪器为选项C。
(2) 溶液的pH=6.5，小于7，因此该溶液呈酸性。
(3) 氯化钡与硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁，化学方程式为：$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$。
(4) “沉铁”时，调节pH=6.5，$\ce{Fe^{3+}}$完全转化为$\ce{Fe(OH)_{3}}$沉淀；“脱硫”时，氯化钡与硫酸镁反应生成$\ce{BaSO_{4}}$沉淀，因此滤渣的成分为硫酸钡、氢氧化铁。
(5) 不宜采用蒸发结晶的原因：①$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$，无法得到目标晶体；②蒸发结晶过程中，杂质氯化钠会析出，导致产品不纯，因此采用降温结晶。
【答案】
(1)C (2)酸 (3)$\ce{BaCl_{2} + MgSO_{4} = BaSO_{4}↓ + MgCl_{2}}$ (4)硫酸钡、氢氧化铁 (5)$\ce{MgCl_{2}·6H_{2}O}$在96～117 ℃的条件下分解生成$\ce{MgCl_{2}·4H_{2}O}$；蒸发结晶容易导致氯化钠析出
【知识点】
溶液配制、pH与酸碱性、化学方程式书写、物质除杂、结晶方法
【点评】
本题以工业制备氯化镁晶体的工艺流程为背景，综合考查多个化学基础知识点，需结合题给信息分析各步操作原理，注重知识的应用与迁移，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
