题目内容
镁在高温下与O2、N2或CO2均可以发生反应,试解决下列问题。
(1)工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁,不以氧化镁为原料的理由是 。
(2)将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中,镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,瓶内壁上有黑色物质生成,化学方程式为 。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti),涉及到的反应步骤为
金属镁的作用为 ,在Ar气氛中的进行的理由是 。
(4)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知:
Mg+H2OMgO+H2↑ Mg3N2 +6H2O =3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示。
①导管口间的连接次序是:a →( )()→()()→()()→ h
②通气后,应先点燃 (填“B”或“C”)装置的酒精灯,装置A的作用是 ,装置E的作用是 。
③请设计一个简单的小实验验证产物是氮化镁 。
(1)MgO熔点很高,能耗太大
(2)2Mg+CO22MgO+C
(3)作还原剂 氩气作保护气,防止高温下Mg(或Ti)在空气中的O2(CO2或N2)作用
(4)①a →( g )( f )→ ( d )( e )→( b )( c )→ h
②C 除去空气中的CO2 防止空气中的水蒸气进入与Mg3N2反应
③取少量产物置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁。
解析试题分析:(1)工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁,不以氧化镁为原料的理由是MgO熔点很高,能耗太大。(2)将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中,镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,瓶内壁上有黑色物质生成,化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。(3) 金属镁的作用为作还原剂。在Ar气氛中的进行的理由是氩气作保护气,防止高温下Mg(或Ti)在空气中的O2(CO2或N2)。(4)①制备氮化镁(Mg3N2)要除去氧气和水蒸气的干扰,故连接顺序为a →( g )( f )→ ( d )( e )→( b )( c )→ h 。②通气后,应先点燃C装置的酒精灯确保把氧气除干净,装置A的作用是除去空气中的CO2。,装置E的作用是防止空气中的水蒸气进入与Mg3N2反应。 ③由于氮化镁与水反应后能放出氨气,可以通过检测氨气的生成来测定是否有氮化镁。方法为:取少量产物置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁。
考点:考查化学实验的基本操作和物质的检验方法。
为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分,某小组取甲、乙两种饮料瓶,将其剪碎作为样品,分别按下述步骤进行实验:
I.取少量样品于试管中,加入盐酸,充分反应后过滤。
II.取少量滤液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液。
步骤II的实验现象如下:
样品甲 | 生成白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀消失 |
样品乙 | 生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 |
(1)样品甲中金属的主要成分是 ,生成白色沉淀反应的离子方程式是 。
(2)样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是 ,白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是 。
某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 | 物理性质描述 | 化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 | 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 | 与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 | 白色沉淀 | 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 | 白色 | 能强烈吸收O2,迅速变成棕色 Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
Fe2O3具有广泛的用途。
甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3 可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤 | 实验操作 |
Ⅰ | 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温。 |
Ⅱ | 取少量实验步骤Ⅰ所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解。 |
Ⅲ | 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红。 |
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式 。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是__________(填序号)。
a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c. K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是 。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中,的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:
稀硫酸、 (填名称)和 (填名称);再____________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3
(5)工业上通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积数为c mL,菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化测量。
某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0200mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质 量a="_____________" g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)
下列物质中,可以用于制造半导体的是
A.铝 | B.石墨 | C.晶体硅 | D.二氧化硅 |