题目内容

金属镁将成为二十一世纪大有前途的绿色金属材料.
海水中的MgCl2熟石灰过滤Mg(OH)2蒸发、浓缩、结晶MgCl2?6H2O脱水MgCl2通电Mg
(1)占地球表面积70%的海洋是天然的镁元素宝库,从海水中提取镁的流程如下:
①在实验室进行过滤操作时需要用到玻璃棒,其作用是______.
②电解熔融氯化镁的过程中,______能转化为______能.
③写出氯化镁与熟石灰反应的化学方程式______.
(2)①取两块大小相同的干冰,在干冰中央挖一个小穴,撒入一些镁粉,用红热的铁棒把镁点燃,将另一块干冰盖上,你会看到镁粉在干冰内继续燃烧,发出耀眼的白光,像冰灯一样.已知该反应的生成物是氧化镁和碳.此反应的方程式是______,此反应属于______反应(判断基本反应类型).该实验证明干冰具有______的性质(答一条即可);为验证上述反应所得固体中无剩余镁,可向该固体中加入试剂得名称为______,反应的现象是______.②金属镁在高温下与氮气反应生成氮化镁,氮化镁中氮元素的化合价-3.据此写出氮化镁的化学式______.
(3)老师每次做有关镁的实验时都会强调:镁是一种银白色有金属光泽的金属.但拿出的镁条总是有一层灰黑色,这层灰黑色是什么物质呢?
猜想:小明认为可能是MgO;小赵认为可能是Mg2(OH)2CO3;小花认为可能是Mg(OH)2.小赵认为小明的猜想是错误的,其理由是______.
实验探究:小赵按右图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现,澄清石灰水变浑浊,同时试管内生成白色固体.实验分析:实验后,小赵认为小花的猜测也是错误的,其理由______.
查阅资料得出结论:Mg(OH)2和Mg2(OH)2CO3都可以加热分解,产物均为氧化物,请写出Mg2(OH)2CO3加热分解的化学方程式_____________..
(4)镁铝合金广泛用于火箭、导弹和飞机制造业等.某兴趣小组为探究镁铝合金的组成,取16g镁铝合金样品,把60g氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中(只有铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,镁与氢氧化钠溶液不反应),充分反应后,过滤出固体,将其洗涤、干燥、称量,得实验数据如下:
所加氢氧化钠溶液的次数 第一次第二次 第三次
  剩余固体的质量/g 10.6  5.2  4.0
从以上数据可知,该合金中,镁元素与铝元素的质量比为______所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为______.

解:(1)①在过滤操作中要用到玻璃棒,它起的作用是引流,故答案为:引流;
②电解熔融的氯化镁的过程是把电能转化为化学能,故答案为:电;化学;
③氯化镁与熟石灰反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,用观察法配平,所以方程式是:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2
(2)①反应物是镁和二氧化碳,生成物是氧化镁和碳,用观察法配平,反应条件是点燃,所以方程式是:2Mg+CO22MgO+C;一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;该实验证明干冰在点燃条件下能与镁反应生成氧化镁和碳,稀盐酸或稀硫酸可以验证上述反应所得固体中有无剩余镁,因为镁能和稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,如果有会产生气泡;②根据正价在前,负价在后,十字交叉再约简,所以化学式是:
Mg3N2
(3)解:猜想:氧化镁通常为白色固体与镁表面呈灰色的现实不相符,因此猜想不成立;故答案为:因为氧化镁通常为白色固体;
实验分析:实验中观察到澄清石灰水变浑浊,说明灰黑色物质分解出二氧化碳气体,则物质中含有C元素,而猜想的氢氧化镁在组成元素上不含C元素,因此猜想不成立;故答案为:石灰水变浑浊的现象可说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中根本不含碳元素;
查阅资料得出结论:Mg2(OH)2C03加热分解的产生均为氧化物,则分解生成MgO、H2O、CO2三种物质,用观察法配平,反应条件是加热,所以方程式是:
Mg2(OH)2C032MgO+H2O+CO2↑;
(4)由图表中数据可知,该合金中镁元素质量为4g,铝元素质量为12g,镁元素与铝元素质量比是4g:12g=1:3;
设20g氢氧化钠溶液中含溶质质量为X,第一次反应消耗铝的质量为16g-10.6g=5.4g,则:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
54 80
5.4g X
根据:解得X=8g,所以所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为×100%=40%.
故答案为:(1)①引流;②电;化学;③MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2;(2)2Mg+CO22MgO+C;置换;在点燃条件下能与镁反应;稀盐酸;有气泡产生;Mg3N2;(3)氧化镁通常为白色固体;石灰水变浑浊的现象可说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中根本不含碳元素;
Mg2(OH)2C032MgO+H2O+CO2↑;(4)1:3;40%.
分析:(1)①根据不同实验中玻璃棒的各种用途分析即可;②根据能量之间的相互转化分析;③根据方程式的书写方法考虑.(2)①根据方程式的书写,镁在点燃的条件下能和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,反应类型的特点回答,镁能和稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,据此分析问题即可;②根据化学式的写法考虑;(3)猜想:根据物质颜色对猜想进行判断;实验分析:根据探究实验结果,对猜想进行判断;查阅资料得出结论:根据反应的特点,分析反应的生成物,完成反应化学方程式的书写;(4)根据镁与氢氧化钠溶液不反应,最后剩余固体的质量就是镁的质量,根据第一次消耗铝的质量,计算出消耗的氢氧化钠的质量,再除以20g即可.
点评:解答本题关键是要知道反应类型的判断方法,方程式的书写注意事项,知道根据方程式的简单计算技巧.
练习册系列答案
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(2012?青岛)二十一世纪是海洋开发与利用的世纪,我市规划确立了“蓝色经济”发展战略,海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一.以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用中遇到的问题,请你参与解决并填空:
问题一、海水制镁过程中如何富集镁离子?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想:
甲:直接往海水中加入石灰乳.
乙:高温加热蒸发海水后,加入石灰乳.
丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳.
通过分析比较,你认为
的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”).
问题二、粗盐纯化过程中如何除去可溶性杂质?
粗盐中含有硫酸钠、氯化钙等杂质.提纯时,先向粗盐水中加过量的氢氧化钡溶液,目的是完全除尽
硫酸根离子
硫酸根离子
;再加过量的
碳酸钠
碳酸钠
溶液,除去杂质阳离子;滤去沉淀,向滤液中加入
稀盐酸
稀盐酸
,将溶液的pH调为7,即得到精盐水.
问题三、海水“制碱”的产物成分是什么?
同学们从某企业取回少量碳酸氢钠受热完全分解后的固体样品,为确定其成分,进行了如下探究:
【提出猜想】
甲的猜想:样品中只含有碳酸钠;
乙的猜想:样品中含有碳酸钠和氢氧化钠;
丙的猜想:样品中只含有氢氧化钠.
他们做出上述三种猜想的科学依据是
化学反应前后元素的种类不变
化学反应前后元素的种类不变

【实验、记录与分析】
步骤 实验操作 实验现象 结论
1 取少量样品于试管中,加水完全溶解,再加入
过量氯化钡溶液
过量氯化钡溶液
 
生成白色沉淀
生成白色沉淀
丙的猜想不成立
2 取步骤1反应后的溶液与试管中
滴加无色的酚酞试液
滴加无色的酚酞试液
 
无明显现象
无明显现象
只有甲的猜想成立
金属镁将成为二十一世纪大有前途的绿色金属材料.
海水中的MgCl2熟石灰过滤Mg(OH)2蒸发、浓缩、结晶MgCl2?6H2O脱水MgCl2通电Mg
(1)占地球表面积70%的海洋是天然的镁元素宝库,从海水中提取镁的流程如下:
①在实验室进行过滤操作时需要用到玻璃棒,其作用是
引流
引流

②电解熔融氯化镁的过程中,
能转化为
化学
化学
能.
③写出氯化镁与熟石灰反应的化学方程式
MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2
MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2

(2)①取两块大小相同的干冰,在干冰中央挖一个小穴,撒入一些镁粉,用红热的铁棒把镁点燃,将另一块干冰盖上,你会看到镁粉在干冰内继续燃烧,发出耀眼的白光,像冰灯一样.已知该反应的生成物是氧化镁和碳.此反应的方程式是
2Mg+CO2
 点燃 
.
 
2MgO+C
2Mg+CO2
 点燃 
.
 
2MgO+C
,此反应属于
置换
置换
反应(判断基本反应类型).该实验证明干冰具有
在点燃条件下能与镁反应
在点燃条件下能与镁反应
的性质(答一条即可);为验证上述反应所得固体中无剩余镁,可向该固体中加入试剂得名称为
稀盐酸
稀盐酸
,反应的现象是
有气泡产生
有气泡产生
.②金属镁在高温下与氮气反应生成氮化镁,氮化镁中氮元素的化合价-3.据此写出氮化镁的化学式
Mg3N2
Mg3N2

(3)老师每次做有关镁的实验时都会强调:镁是一种银白色有金属光泽的金属.但拿出的镁条总是有一层灰黑色,这层灰黑色是什么物质呢?
猜想:小明认为可能是MgO;小赵认为可能是Mg2(OH)2CO3;小花认为可能是Mg(OH)2.小赵认为小明的猜想是错误的,其理由是
氧化镁通常为白色固体
氧化镁通常为白色固体

实验探究:小赵按右图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现,澄清石灰水变浑浊,同时试管内生成白色固体.实验分析:实验后,小赵认为小花的猜测也是错误的,其理由
石灰水变浑浊的现象可说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中根本不含碳元素
石灰水变浑浊的现象可说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中根本不含碳元素

查阅资料得出结论:Mg(OH)2和Mg2(OH)2CO3都可以加热分解,产物均为氧化物,请写出Mg2(OH)2CO3加热分解的化学方程式
Mg2(OH)2C03
  △  
.
 
2MgO+H2O+CO2↑;
Mg2(OH)2C03
  △  
.
 
2MgO+H2O+CO2↑;
_
删除本空
删除本空
..
(4)镁铝合金广泛用于火箭、导弹和飞机制造业等.某兴趣小组为探究镁铝合金的组成,取16g镁铝合金样品,把60g氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中(只有铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,镁与氢氧化钠溶液不反应),充分反应后,过滤出固体,将其洗涤、干燥、称量,得实验数据如下:
所加氢氧化钠溶液的次数   第一次 第二次   第三次
    剩余固体的质量/g   10.6     5.2     4.0
从以上数据可知,该合金中,镁元素与铝元素的质量比为
1:3
1:3
所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为
40%
40%
(2013?历下区一模)海洋为我们提供了丰富的资源,二十一世纪是海洋开发与利用的世纪,请围绕“海洋”这个话题回答以下问题:
(1)下图1是我们从海水中提取镁的流程图:

①上述一系列转化过程中,属于中和反应的是
Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O
(用化学方程式表示)
②海水制镁过程中对于如何富集镁离子,甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想:
甲:直接往海水中加入石灰乳.
乙:高温加热蒸发海水后,加入石灰乳.
丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳.
通过分析比较,你认为
的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”).
(2)关于海水“制碱”中得到的“碱”的成分,甲同学认为是氢氧化钠,乙同学认为是碳酸钠,为确定其成分,甲、乙同学各做了以下两个实验:
①甲向“碱”溶液中加入酚酞,观察到酚酞变红,于是认为“碱”是氢氧化钠.
②乙向“碱”溶液中加入氢氧化钙溶液,产生白色沉淀,于是认为“碱”是碳酸钠.
你同意
(填甲或乙)同学的观点,请指出另一个同学实验设计的不合理之处
碳酸钠溶液也呈碱性,可以使酚酞变红
碳酸钠溶液也呈碱性,可以使酚酞变红

(3)从海水晒盐留下的“苦卤”中加工得到不纯的硫酸镁晶体,其中含有少量氯化钠,根据溶解度曲线图2回答下列问题:
①t1℃时,等质量的水中最多溶解的硫酸镁质量
等于
等于
(填大于、小于或等于)最多溶解的氯化钠的质量.
②t2℃时,向50克水中加入50克硫酸镁,所得溶液的溶质质量分数是
37.5%
37.5%

③要除去少量的氯化钠,得到较纯净的硫酸镁,可采用的方法是
C
C

A.过滤     B.蒸干水分    C.将t2℃硫酸镁的饱和溶液升温,析出晶体后过滤.
二十一世纪是海洋开发和利用的世纪,我国沿海某市规划确立了“蓝色经济”发展战略,海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一.以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用过程中遇到的问题,请你参与讨论.
问题一:海水制镁过程中怎样得到氢氧化镁?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想.甲:直接向海水中加入石灰乳,乙:高温加热蒸发海水后加入石灰乳,丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳.
通过分析比较,你认为
的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”).
问题二:粗盐精制过程中如何除去可溶性杂质?
粗盐中含有硫酸钠、氯化钙等杂质.提纯时,先向粗盐水中加过量的氢氧化钡溶液,目的是完全除尽
硫酸根离子
硫酸根离子
(填写物质名称,下同);再加入过量的
碳酸钠
碳酸钠
溶液,除去杂质阳离子;滤去沉淀,向滤液中加入
稀盐酸
稀盐酸
,将溶液的pH调为7,即得到精盐水.
问题三:如何判断氢氧化钠的变质程度?
工业生产中用电解饱和食盐水的方法制备氢氧化钠.查阅资料得知:电解过程中同时有氢气和氯气(Cl2)产生.试写出反应的化学方程式:
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2

小刚将稀盐酸滴入某氢氧化钠溶液中,看到有气泡产生.是不是拿错了药品?小刚经检验确认没有拿错药品,而是氢氧化钠溶液变质了.请回答下列问题:
(1)氢氧化钠溶液变质的主要原因是
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
(用化学方程式表示).
(2)利用与小刚的实验不同的原理,再设计一个实验确认氢氧化钠溶液已经变质.
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量样品于试管中,滴加
Ca(OH)2溶液
Ca(OH)2溶液
生成白色沉淀
生成白色沉淀
该氢氧化钠溶液已变质
(3)该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质?
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量样品于试管中,加入足量的
CaCl2
CaCl2
溶液,过滤,在滤液中滴加
无色酚酞
无色酚酞
溶液
产生白色沉淀
溶液变红
溶液变红
该氢氧化钠
部分
部分
变质
(填“部分”或“全部”)

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