高考化学与镁及其化合物有关的压轴题含答案解析

高考化学与镁及其化合物有关的压轴题含答案解析
一、镁及其化合物
1．A、B、C、D、E、X 都是短周期元素组成的常见无机物
根据上框图关系,完成下列问题:
（1）A可作漂白剂，X是含有某种阳离子（此阳离子具有净水作用）的溶液，且
M(A)=M(D)，则A与H2O反应的化学方程式为___________，C转化成D的离子方程式为
___________
（2）A的某种合金可作原子反应堆的导热剂，X是非极性分子的化合物，则A与H2O反应的离子方程式为________________，C转化成D的化学方程式为______________
（3）A是单质，X是Na2CO3溶液，E可用消毒剂，则A与H2O反应的离子方程式为
_______________，
（4）A是单质，X是单质（它的同素异形体是原子晶体），则E与SiO2反应的化学方程式为________________
（5）A是化合物，X是O2，C转化成D还需要催化剂，E具有两性，则A与H2O反应的化学方程式为_____________
（6）A是化合物（Mr(A)=100），X是O2，B转化成C还需要催化剂，E是中强碱，则A
与H2O反应的化学方程式为___________
【答案】2Na2O2+ 2H2O =4NaOH + O2↑ 3AlO2－+ Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3↓ 2Na + 2H2O =
2Na++ 2OH－+H2↑ Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 Cl2 + H2O =H＋+Cl－+ HCl SiO2 +
4HF=SiF4↑+ 2H2O Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S↑ Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2+ 2NH3↑
【解析】
【分析】
A和水反应生成两种物质，B和X反应生成C，C再与X反应生成D，可推测可能是连续两次氧化，或者与量有关的反应。

【详解】
(1)A可以做漂白剂，在短周期中有Na2O2、NaClO，SO2等，但是能够与水反应生成两种物质的有Na2O2，X含有的某种阳离子具有净水作用，在短周期中为Al3＋。

则整个过程为
Na2O2与水反应生成NaOH和O2，NaOH与含有Al3＋的盐的反应，生成NaAlO2，AlO2－和Al3＋反应生成Al(OH)3。

氢氧化铝和过氧化钠的相对式量相同。

则Na2O2与水的方程式为
2Na2O2＋ 2H2O =4NaOH + O2↑；AlO2－与Al3＋转化为Al(OH)3的反应为双水解的反应，离子方程式为3AlO2－+ Al3＋ + 6H2O = 4Al(OH)3↓；
(2)Na－K合金常做原子反应堆的导热剂，A属于短周期元素构成的物质，A为Na，B为NaOH，E为H2。

B为非极性气体，但是可以与NaOH反应，X为CO2，少量的CO2生成
Na2CO3，CO2过量生成NaHCO3，则Na与水反应的离子方程式为2Na + 2H2O = 2Na++2OH－＋
H2↑；Na2CO3转化为NaHCO3的反应方程式为Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3；
(3)A是单质，E可用作消毒剂，在短周期中有NaClO。

则A为Cl2，B为HCl，HCl与Na2CO3生成CO2，CO2与Na2CO3反应生成NaHCO3。

则Cl2与水的反应的离子方程式为Cl2 + H2O =H ＋+Cl－+ HCl；
(4) X是单质（它的同素异形体是原子晶体），X可以是C或者Si，但是高中阶段没有学过一种物质可以与Si连续反应两次，所以X是C，C与O2反应生成CO2，CO2与C反应生成CO。

B为O2，一种单质与H2O反应得到O2，则A为F2，E为HF，其与SiO2反应的方程式为SiO2 + 4HF=SiF4↑+ 2H2O；
(5)E具有两性，E可能为Al(OH)3或者Al2O3。

X是O2，C转化成D还需要催化剂，连续两次氧化，需要用到催化剂，在短周期中可能是SO2与O2，或者是NH3与O2，但是C若为
NH3，无法得知物质B。

C为SO2，B为H2S，A与水反应生成H2S和Al(OH)3，为Al2S3的水解反应，方程式为Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S↑；
(6)短周期中的中强碱，为Mg(OH)2，B转化为C需要催化剂，则B为NH3，A为水反应得到Mg(OH)2和NH3，A为Mg3N2，化学方程式为Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2+ 2 NH3↑。

2．X、Y、Z、W四种物质有如下相互转化关系（其中X、W为单质，Y、Z为化合物，未列出反应条件）。

（1）若X的摩尔质量是W的2倍，工业上Z可作优质的耐高温材料。

W为黑色固体，则Y 的化学式________________。

（2）若固体W是紫红色，且向溶液Z中滴入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色。

则写出X+Y=Z+W 的离子方程式__________________________。

（3）若晶体W是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z的燃烧产物。

写出Y与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________________。

【答案】CO2 Fe+Cu2+=Fe2++Cu SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
【解析】
（1）X、W为单质，Y、Z为化合物，W为黑色固体，应为C单质，X的摩尔质量是W的2倍，Z可作优质的耐高温材料，X为Mg，Z为MgO，Y为CO2。

（2）向溶液Z中滴入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色，则Z为Fe2+，W是紫红色固体，则W为Cu，X+Y=Z+W反应方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。

（3）晶体W是一种重要的半导体材料，则W是Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z的燃烧产物，则Z的燃烧产物为CO2，化合物Z为CO，则X为C单质，Y为SiO2，Y与NaOH 溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

3．X、Y、Z为三种常见的单质，Z为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见的化合物。

它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下
每空中填入一种即可）。

（1）当X、Y均为金属时，X的化学式为_____________，Z为____________（填名称）。

（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，X的化学式为___________，
A的化学式为___________。

（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X与A反应的化学方程式为
__________________________________________。

（4）当X、Y均为非金属固体时，X与A反应的化学方程式为
___________________________________________。

【答案】Al 氧气 H2 CuO 2Mg+CO22MgO+C SiO2+2C Si+2CO
【解析】
【分析】
Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+A→Y+B的反应为置换反应，X、Y为单质，A、B为氧化物，据此答题。

【详解】
（1）当X、Y均为金属时，此反应应为铝热反应，则X为Al，Z为氧气，答案应为：Al、氧气；
（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，Y为Cu，则X应为H2，答案应为：H2、CuO；
（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X应为Mg，Y应为C，该反应应是Mg和CO2的反应，反应的方程式为2Mg+CO22MgO+C；
（4）当X、Y均为非金属固体时，X应为C，Y应为Si，该反应应是C和SiO2的反应，反应的方程式为SiO2+2C Si+2CO。

4．A为常见金属，D、E为常见非金属单质，D为黑色固体，E是常温下密度最小的气体，B、F是同种非金属化合物气体，A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光，A→F之间的转化关系如图：按要求完成下列各题：
（1）写出A与F的化学式：A__________ F__________
（2）下列物质中有一种与B物质不属于同一类，其他与B均属于同一类，这一物质是
_______
A．P2O5 B．NO C．Na2O D．SiO2
（3）D高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成E和F时，所得气体的平均相对分子质量是__________g/mol
（4）写出反应①的方程式：_______________________
【答案】(1)Mg CO
(2)C
(3)15
(4) 2Mg+CO22MgO+C
【解析】
【分析】
A为常见金属,A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光,则A为镁,E为常见非金属单质,E是常温下密度最小的气体,则E为氢气,D常见非金属单质,且D为黑色固体,则D为碳,B、F是气体,结合题中各物质的转化关系可以知道,B为二氧化碳,C为氧化镁,F为一氧化碳,据此答题。

【详解】
A为常见金属,A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光,则A为镁,E为常见非金属单质,E是常温下密度最小的气体,则E为氢气,D常见非金属单质,且D为黑色固体,则D为碳,B、F是气体,结合题中各物质的转化关系可以知道,B为二氧化碳,C为氧化镁,F为一氧化碳,
(1)根据上面的分析可以知道,A为Mg,F为CO,
因此，本题正确答案是:Mg，CO；
(2) B为二氧化碳,属于非金属氧化物，NO、P2O5、SiO2也都是非金属氧化物,与CO2同一类；Na2O是金属氧化物，也是碱性氧化物,与CO2既是非金属氧化物，也是酸性氧化物，所以氧化钠与二氧化碳不同类；
综上所述，本题正确选项C；
(3)C高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成CO和H2时,CO和H2的物质的量之比等于1:1,所以所得气体的平均摩尔质量(28×1+2×1)/2=15g/mol，相对分子质量为15；
因此，本题正确答案是:15；
(4) 镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应①的方程式：2Mg+CO22MgO+C；因此，本题正确答案是: 2Mg+CO22MgO+C；
5．实验装置如下图所示。

先关闭K，使A中的反应进行，加热玻璃管C，可观察到C管中发出耀眼白光，产生白烟，管壁上附着有淡黄色物质。

实验完成后，将C管中固体全部加入盐酸中，有臭鸡蛋气味的气体生成。

请回答下列有关问题：
（1）C中全部产物有_________________、_________________、_________________。

（2）本实验先使A中反应进行，再加热C装置，其目的是___________________。

（3）停止实验时，先打开K，再停止滴加浓硫酸，熄灭酒精灯，橡胶气胆B在实验中的作用是___________________。

（4）若无装置B、K，使用普通导管，本实验的尾气吸收装置可以选用上图中装置_______（填写序号，多选扣分）。

（5）C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁的原因是___________________【答案】S MgO MgS 排净空气（防止Mg和氧气、氮气反应）防止倒吸 F、G、H 防止Mg和玻璃中的SiO2反应。

【解析】
【详解】
（1）浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与Mg反应，生成淡黄色固体S，臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS．根据元素守恒可知，另外一种产物为氧化镁；
（2）利用A装置生成的气体SO2，排除装置C中的空气，防止Mg与空气中的氧气、氮气反应；
（3）停止实验后，温度降低导致体系内部压强减小，容易发生倒吸，打开K，将空气充入反应反应体系，可平衡容器内外压强，防止倒吸；
（4）若无装置B、K，E、F、G、H中有防倒吸作用的装置是F、G、H；
（5）玻璃中含有SiO2，高温下Mg能与SiO2反应。

6．在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。

(1)以下有关金属单质的叙述正确的是_______。

A．金属钠非常活泼，在实验室中保存在石蜡油或煤油中
B．用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热，可观察到铝箔熔化，并有熔融物滴下
C．铁单质与水蒸气反应的化学方程式为：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
(2)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中逐渐加入1.00mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。

①A点的沉淀物的化学式为______________。

②写出A点至B点发生反应的离子方程式：_________________。

③某溶液中溶有MgCl2和AlCl3两种溶质，若把两者分开，应选用的试剂为：NaOH溶液、_______和盐酸。

④C点（此时沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的体积为________mL。

【答案】A Mg(OH)2AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓CO2130.0（130也给分）
【解析】
（1）金属钠非常活泼，能够与水、氧气等物质发生反应，但与石蜡油或煤油不反应，可以保存在石蜡油或煤油中，A正确；铝的熔点低，加热后会熔化，但铝在氧气中燃烧生成氧化铝，因为氧化铝的熔点高，加热时氧化膜包裹着内层的熔化的铝而不会低落，B错误；铁单质与水蒸气反应生成四氧化三铁而非氧化铁，C错误；正确选项A。

（2）从题给信息中可知：产生的白色沉淀加盐酸后，沉淀质量不变，说明原溶液中氢氧化钠过量，所以1.16g白色沉淀为氢氧化镁，而氢氧化铝沉淀溶于过量的氢氧化钠，溶液中存在偏铝酸根离子，继续加盐酸，会发生AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓，沉淀达到最大值，为氢氧化镁和氢氧化铝沉淀质量之和（B点）；接着再加入足量的盐酸，两种沉淀都溶于酸中，沉淀消失；
①A点的沉淀物为氢氧化镁，化学式为Mg(OH)2；正确答案：Mg(OH)2。

②写出A点至B点发生反应为偏铝酸根离子与适量盐酸反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式： AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓；正确答案：AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓。

③含有MgCl2和AlCl3的混合液中，先加入足量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤，得到沉淀氢氧化镁，再加适量的盐酸，生成MgCl2；滤液为偏铝酸钠溶液，通入足量二氧化碳气体，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，过滤得到沉淀固体，再加入适量盐酸，得到AlCl3，从而实现二者的分离；正确答案：CO2。

④根据上述分析可知：氢氧化镁沉淀质量为1.16克，物质的量为0.02 mol，A→B过程为AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓，共消耗盐酸的量为（30-10）×10-3×1=0.02 mol，生成Al(OH)3沉淀的量为0.02 mol，两种沉淀恰好与盐酸反应只生成氯化镁和氯化铝溶液，根据氯离子守恒可得：V(HCl)×1=0.02×2+0.02×3=0.1, V(HCl)=0.1L=100mL, C点（此时沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的体积为30+100=130.0 mL,正确答案：130.0（130也给分）。

7．镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。

回答下列问题：
（1）单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的_____，还生成少量的______（填化学式）。

（2）CH3 MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为______，CH3 MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。

写出该反应的化学方程式：
_________________________。

（3）Mg(OH)2是常用的阻燃材料。

以白云石（CaCO3、MgCO3，不考虑杂质）为原料制备Mg(OH)2和CaCO3工艺流程如下：
①溶解度：Ca(OH)2 _______ （填“>”或“<”）Mg(OH)2。

②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg( OH)2和CaCO3的质量分别为
_________、____________。

【答案】MgOMg3N2+22CH3 MgCl+2H2O=2CH4↑+MgCl2 +Mg(OH)2>8.7 g15 g
【解析】
试题分析：
（1）镁既能在氧气中燃烧又能在氮气中燃烧，氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2。

（2）CH3 MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为+2，CH3 MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3 MgCl+2H2O=2CH4↑+MgCl2 +Mg(OH)2。

（3）①氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以溶解度：Ca(OH)2 > Mg(OH)2。

②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，则CO2的物质的量为0.3mol。

由碳元素守恒可得，
n(CaCO3)+n(MgCO3)=0.3mol，100g/mol n(CaCO3)+84 g/mol n(MgCO3)=27.6g，解之得
n(CaCO3) =0.15mol，n(MgCO3)=0.15mol，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg( OH)2的质量为58g/mol 0.15mol=8.7 g、CaCO3的质量为100g/mol0.15mol=15 g。

点睛：混合物的计算通常可以用守恒法快速列方程组求解。

常见的守恒关系有质量守恒、电子转移守恒、电荷守恒、元素（原子或离子）守恒等等。

利用守恒关系可以把题中的相关数据转化为方程式，联立成方程组，即可解题。

8．金属Mg及其化合物有重要的用途，请回答下列问题
（1）MgO的重要用途有_______。

（写出一种）
（2）井水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，可以通过煮沸的方式将Mg2+转化为
Mg(OH)2，发生的离子方程式是：__________________。

（3）金属Mg可以用来冶炼Ti:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。

可以用作该反应保护气的是
_______。

A．He B．C02 C．N2 D．HCl
（4）在蒸发皿中放人研细的碘和镁粉，无现象，滴入几滴水后立即产生大量的紫烟，紫烟的成分是_________（填分子式）；对于实验中水的作用，甲同学认为是水溶解了I2，增大了I2与Mg的接触面积，导致了反应加快，乙同学认为是I2与H2O反应生成了酸，是酸与Mg反应放出热量，加快了I2与Mg的反应，请利用供选试剂：0.01mol/L I2的CCl4溶液、0.01 mol/L I2水、I2粉、Mg粉、蒸馏水，设计实验证明哪位同学的说法合理：
____________。

（包括实验过程、现象和结论）
（5）一种新型的Mg-H2O2酸性介质电池工作原理如图，正极发生的电极方程式为：
__________。

【答案】做耐火材料或冶炼Mg Mg2++ 2HCO3-Mg(OH)2↓+2CO2↑ A I2取少量的
0.01mol/L的CCl4溶液于试管中，加入少量Mg粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。

或取两支试管，分别加入相同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确 H2O2+2H++2e-=2H2O
【解析】（1）MgO的重要用途有做耐火材料或冶炼Mg等。

（2）加热时促进镁离子和碳酸氢根离子的水解反应，因此发生的离子方程式是Mg2++ 2HCO3-
Mg(OH)2↓+2CO2↑。

（3）镁与CO2、氮气和氯化氢均反应，所以可以用作该反应保护气的是He，答案选A；（4）碘是紫黑色固体，所以紫烟的成分是I2；根据两个假设可知实验方案为：取少量的0.01mol/L的CCl4溶液于试管中，加入少量Mg粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。

或取两支试管，分别加入相同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确。

（5）原电池中正极发生得到电子的还原反应，因此正极是双氧水得到电子，电极方程式为H2O2+2H++2e-=2H2O。

9．镁合金是重要的民用和航空材料，镁作为一种强还原剂，还用于钛、镀和铀的生产，氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等。

（1）氧化镁的电子式为________。

（2）写出镁与TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式____________________。

（3）从海水中提取金属镁用到的主要化学药品有________________。

（4）某研究小组同学在实验室用卣块制备少量Mg(ClO3)2·6H2O，其流程如下：
已知：I卤块主要成分为Mg Cl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。

Ⅱ可选用的试剂：H2O2,稀硫酸、KMnO4溶液、MgCl2溶液、MgO。

①加入BaCl2溶液的目的是____________。

②步骤X中需将Fe2＋转化为Fe3＋，所选的试剂为__________。

③Mg(ClO3)2加入到含有KSCN的FeSO4酸性溶液中立即出现红色，写出相关反应的离子方程式：________________________________________．
【答案】（1）（2分）
（2）2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2（2分）
（3）石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸（2分）
（4）①沉淀SO42－（或除去SO42－）（1分）
②H2O2（1分）
③ClO 3—+6Fe2++6H+====6Fe3++Cl-+3H2O（2分）、Fe3++SCN-Fe(SCN)3(不写不扣分)
【解析】
试题分析：（1）)氧化镁是离子化合物，其电子式为；；
（2）镁与TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式为：2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2；
（3）从海水中提取金属镁的流程：
所以用到的主要化学药品有：石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸；
（4）①根据题给流程知，加入BaCl2溶液的目的是沉淀SO42－（或除去SO42－）；②步骤X中需将Fe2＋转化为Fe3＋，不引入新的杂质，所选的试剂为H2O2；③Mg(ClO3)2加入到含有KSCN的FeSO4酸性溶液中立即出现红色，相关反应的离子方程式：ClO3—
+6Fe2++6H+====6Fe3++Cl-+3H 2O、Fe3++SCN-Fe(SCN)3。

考点：考查电子式、化学方程式的书写，化学工艺流程
10．镁在工业、医疗等领域均有重要用途。

某化学小组利用硼砂工厂的固体废弃物（主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等），设计了回收其中镁的工艺流程：
（1）酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是_______，为达到此目的，还可以采取的措施是_____（任写一条）。

（2）酸浸时，生成滤渣I的离子方程式为_________。

（3）第一次调节pH的目的是_____。

当加入氨水使Al3+开始沉淀时，溶液中c（Fe3+）/c （Al3+）为 _________ 。

已知K s p[Fe(OH)3 ]=4×10-38，K s p[Al(OH)3 ]=1×10-33.
（4）设计简单方案分离滤渣2，简述实验过程：______。

（5）滤液3中可回收利用的物质主要是_____（填化学式），其阳离子的电子式为
_______。

（6）写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的化学方程式：_______。

【答案】加快浸出速率提高反应温度或适当增加硫酸浓度（或其他合理答案）
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3使Fe3+、Al3+沉淀从而分离出来 4.0×10-5溶于适量氢氧化钠溶液，过滤得Fe（OH）3；向滤液中通入过量CO2，过滤得Al（OH）3（NH4）2SO4
Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑
【解析】
浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率；因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能与硫酸反应，生成了MgSO4、Al2(SO4)2和Fe2(SO4)3，其中H2SiO3形成滤渣1，滤液1中MgSO4、Al2(SO4)2和
Fe2(SO4)3，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH，在调节pH至5.5时，Fe3＋和Al3＋已经完全沉淀，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液2中阴离子主要是SO42－，加入NH
·H2O后在调节pH至12.5时Mg2＋完全沉淀，溶质主要成分是(NH4)2SO4。

3
（1）酸浸前，将固体废弃物研磨的目的是加快浸出速率，浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看，可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度，或通过搅拌使反应物充分接触反应，或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率，故答案为加快浸出速率，适当提高反应温度、增加浸出时间（或其他合理答案）
（2）因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能与硫酸反应，生成了MgSO4、Al2(SO4)2和
Fe2(SO4)3，其中H2SiO3形成滤渣；酸浸时，生成滤渣I的离子方程式为
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3；（3）滤液I中含有MgSO4、Al2(SO4)2和Fe2(SO4)3，根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH，在调节pH至5.5时，Fe3＋和Al3＋已经完全沉淀，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，第一次调节pH的目的是使Fe3+、Al3+沉淀从而分离出来；当加入氨水使Al3+开始沉淀时，溶液中c（Fe3+）/c（Al3+）
=K s p[Fe(OH)3 ]/K s p[Al(OH)3 ]==4×10-38/1×10-33=4.0×10-5；（4）设计简单方案分离滤渣2，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，利用Al(OH)3具有两性，分离操作：溶于适量氢氧
化钠溶液，过滤得Fe（OH）3；向滤液中通入过量CO2，过滤得Al（OH）3；(7)上述过滤后滤液中阴离子主要是SO42－，加入NH3·H2O后在调节pH至12.5时Mg2＋完全沉淀，溶质主
要成分是(NH4)2SO4，故答案为(NH4)2 SO4；其阳离子的电子式为，（6）滤渣3为
Mg(OH)2，工业上从滤渣3生产镁锭的反应：Mg(OH)2 +2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑。

点睛：本题考查常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；难溶电解质的溶解平衡的本质。

学生要有根据常见金属元素Mg、Al、Fe及其化合物主要性质，以及Al(OH)3两性等知识，应用基础知识解决简单化学问题的能力，分析能力．当加入氨水使Al3+开始沉淀时，溶液中c（Fe3+）/c（Al3+）=K s p[Fe(OH)3 ]/K s p[Al(OH)3 ]==4×10-38/1×10-33=4.0×10-5，计算是本题的难点。