题目内容

镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：

回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是                            。
(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有         溶液的烧杯中，充分搅拌后经       、       (填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：

其中装置A的作用是                                             。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式                                       。

(1)石灰乳原料丰富，成本低　(2)MgCl2(或氯化镁)　过滤　洗涤　
(3)制备干燥的HCl气体
(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

解析

练习册系列答案
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（8分）将稀硝酸逐滴加入盛有铝铁合金的容器中，当固体恰好完全溶解时，产生标准状况下NO 40.32L，将反应后的溶液平均分成三等份，分别进行如下实验：
（1）第一份溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，至恰好达到最大沉淀，不考虑空气中O2的氧化，则需加入NaOH溶液的体积为________________。
（2）第二份溶液中边加入NaOH溶液，边在空气中充分搅拌，至恰好达到最大沉淀量，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量比第一份重5.1g，则该过程中消耗O2的物质的量为_______________。
（3）第三份溶液中逐滴加入4 mol·L-1NaOH溶液，至Al(OH)3沉淀恰好溶解，消耗NaOH溶液500mL，计算原合金中铝的质量。（写出解题过程）(4分)

镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用
I：实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：

（1）已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10-11，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34，该温度下向浓度均为0．01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成          沉淀(填化学式)。
（2）高温焙烧时发生反应的化学方程式         ，洗涤沉淀时的方法是            。
（3）常温下如果向AlCl3饱和溶液中不断通人HCl气体，可析出AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                             。
Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。

（1）G装置的作用是                              。
（2）证明有SO2生成的现象是           ，为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为           、           。
（3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，原因是                       。

取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸，发生反应的化学方程式：                               ，反应后得到的溶液呈       色。用此溶液分别做如下实验：
(1)取少量溶液置于试管中，滴入几滴NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀生成，反应的化学方程式为                                    ，此反应属于       (填反应类型)。
(2)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈       色，即制得Fe(OH)3胶体。
(3)取另一只小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液，振荡均匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到       烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用来区别                               。
(4)用Fe(OH)3胶体进行下列实验：
①将其装入U形管中，用石墨电极接通直流电，通电一段时间后，发现阴极附近的颜色加深，这说明                                          ，这种现象称为       。
②向其中加入饱和(NH4)2SO4溶液发生的现象是               ，原因是                               。
③向其中滴入过量稀硫酸，现象是        ，其原因是                       。
④提纯此分散系常用的方法是                               。

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是                               。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在       范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋??Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝       。
(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：                               。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是       (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
－25.0
－68.8
沸点/℃
136.4
57.6
 

铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是             ；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为                                               。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是       。
A．Mg2＋  B．Fe2＋  C．Al3＋  D．Cu2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是       ；操作Ⅱ的名称是       ；操作Ⅱ的方法为                                                               。
②请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：                             。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是           。
（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式：       。若要确认其中有Fe2+，应选用       （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水         b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水                  d．酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为：      。然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 。

用足量的CO还原14 g铁的氧化物的混合物,将生成的气体通入足量的澄清石灰水中,生成沉淀25 g,则这种混合物组成是①FeO、Fe2O3　②FeO、Fe3O4　③Fe2O3、Fe3O4中的　　　　,其物质的量之比为　　　　　。 

铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：
___________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：________________。
(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应________，直到无________现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生________现象，未反应完全的CO________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做________处理。

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