Question

【题目】镁是初中化学中常见的一种金属。小莫同学欲探究镁的制备方法及镁的一些化学性质。

一、目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：

提示：①MgCl2晶体的化学式为MgCl26H2O；

②MgO的熔点为2852℃，无水MgCl2的熔点为714℃．

（1）操作①的名称是 ___________

（2）试剂X的名称_____________

（3）用氯化镁电解生产金属镁的化学方程式为：___________________

（4）工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解熔融氯化镁来制取镁单质；而不采用加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是_____________________

二、小莫同学用上述制得的镁与稀盐酸反应。

将打磨后的镁条放入盐酸中，观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象，引起了他的兴趣并进行了以下探究；

（初步探究）出现灰白色沉淀是否为偶然现象

（实验Ⅰ）向4份相同体积与浓度的稀盐酸中加入一定长度的镁带，现象如下：

实验组别	A	B	C	D
镁带长度	1cm	3cm	3cm	4cm
沉淀量	无沉淀生成	少量沉淀	沉淀较多	沉淀很多

（实验结论）并非偶然，据表分析，________________是实验出现“异常”的主要因素；

（再次探究）该沉淀的成分

（猜想假设）猜想1：Mg；猜想2：MgCl2

（实验Ⅱ）

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取1g样品，加入足量________，振荡	未见气泡	猜想1错误
②	取1g样品，加入5mL蒸馏水，振荡	沉淀未见溶解	猜想2错误
③	取1gMgCl2固体，加5mL蒸馏水，振荡	固体全部溶解

（交流讨论）

（1）莫凡同学做出猜想1的依据是他认为反应物Mg过量，做出猜想2的依据是他认为生成物MgCl2 _________________________；

（2）从实验设计的角度讲，实验③的作用是_______________；

（深入探究）该沉淀的物质的组成

（查阅资料）

灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁，它存在多种组成，化学式可表示为Mgx(OH)yClxnH2O，它受热分解可以产生氧化镁，氯化氢和水；

（实验Ⅲ）

洗去沉淀表面杂质并室温晾干，取其7.07g，用如图装置（夹持仪器未画出）按照正确的操作步骤进行实验，待反应停止后，测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g，装置B的质量增加了2.34g；

（问题讨论）

（1）反应停止后，应继续通入氮气一段时间，目的_______________________________；

（2）该沉淀中镁、氯离子个数比n(Mg2+) : n(Cl-) =______________；（写出计算步骤）

（3）若该沉淀Mgx(OH)yClxnH2O中，n=5，则x、y、z的比值为____________。

Answer 1

【答案】过滤 盐酸 MgCl2Mg+Cl2↑ 氧化镁熔点高，熔融时耗费大量的能量而增加成本 镁带长度 盐酸 在溶液中饱和而析出 对比 使反应生成的气体全部被后续装置吸收 5:1（详见解析） 10：18：2

【解析】

一、

（1）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法。操作①的名称是过滤；

（2）从氢氧化镁到氯化镁，氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，试剂X的名称盐酸；

（3）氯化镁电解生成金属镁和氯气，反应的化学方程式为：MgCl2Mg+Cl2↑；

（4）根据“MgO的熔点为2852℃，无水MgCl2的熔点为714℃”可知，工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解熔融氯化镁来制取镁单质；而不采用加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是氧化镁熔点高，熔融时耗费大量的能量而增加成本；

二、

实验结论：根据表各提供的信息可以看出，镁带长短是实验出现“异常”的主要因素；

实验Ⅱ：

镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气。若猜想1错误，说明加入的酸不与样品反应产生，实验室①可以加入足量的稀盐酸；

交流讨论：

（1）作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl2 在溶液中饱和而析出；

（2）实验③是检验1g氯化镁在5mL的水中是否完全溶解，其的作用是进行实验对比；

问题讨论：

（1）浓硫酸能吸水，硝酸银溶液能吸收氯化氢气体，故反应停止后，应继续通入N2一段时间，目的是使反应生成的气体全部被后续装置吸收；

（2）根据题中的“查阅资料”可知，碱式氯化镁受热分解可以产生氧化镁，氯化氢和水。硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g，该固体为氧化镁，镁元素的质量为：；装置B的质量增加了2.34g，是反应生成的水质量；根据质量守恒定律可知，C装置增加的质量=7.07g-4.00g-2.34g=0.73g，是反应生成氯化氢的质量，氯元素的质量=，该沉淀中，镁、氯的离子个数比n（Mg2+）：n（Cl-）=；

（3）生成物中氧化镁、氯化氢和水分子的个数比为：，该反应的化学方程式为：Mgx（OH）yClznH2 O10MgO+2HCl↑+13H2O。若沉淀Mgx（OH）yClznH2O中，n=5，氢原子的总数为28，故y=18，z=2，x=10则x、y、z的数值依次为10、18、2。