Question

5．镁及其化合物在生产、生活中应用广泛．
（1）从海水中提取金属镁，可按图1流程进行：

①下列说法正确的是B（填字母）．
A．步骤Ⅰ通过一步反应即可实现    B．步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁
C．步骤Ⅴ中化学能转化为电能       D．该流程涉及的基本反应类型有4种
②该流程中采取的一种降低成本且减少污染的措施是电解产生的Cl₂用于生产HCl，与Mg（OH）₂发生中和反应．
（2）某化学兴趣小组对某种碱式碳酸镁晶体的组成进行探究．
【查阅资料】①碱式碳酸镁晶体可以表示为xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O；②Mg（OH）₂、MgCO₃受热均能分解生成对应的氧化物；③碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰等物质的混合物．
【设计实验】该小组同学设计了图2所示的实验装置，假设每步反应和吸收均进行完全．

	装置C的质量	装置D的质量
步骤③	292.4g	198.2g
步骤⑥	296.9g	207.0g

【进行实验】取23.3g碱式碳酸镁晶体进行实验，步骤如下：
①连接好装置并检查气密性．
②装入药品，打开活塞K，通入一段时间空气．③分别称量装置C、D的质量（数据见右表）．
④关闭活塞K，点燃酒精灯，使碱式碳酸镁晶体完全分解．
⑤停止加热，同时打开活塞K，通入空气至恢复到室温．
⑥再次分别称量装置C、D的质量（数据见表）．
【实验分析】
①装置A的作用为除去空气中的二氧化碳和水，装置D的作用为吸收反应生成的二氧化碳．
②反应后，装置B中的剩余固体是MgO（或氧化镁），质量为10g．
③该碱式碳酸镁晶体[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=4：1：4（写最简整数比）．

Answer 1

分析 （1）①步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁，其中牵扯的化学方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；CaO+H₂O=Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O；化合反应的特点“多变一”；分解反应的特点“一变多”；复分解反应的特点是两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物；置换反应的特点是单质和化合物生成单质和化合物，由此可知该过程无置换反应；
②电解产生的Cl₂用于制取HCl气体，实现盐酸循环利用，减少了环境污染；
（2）①根据A、D装置的药品及作用解答；
②根据碱式碳酸镁晶体受热分解的产物和生成水和二氧化碳的质量解答；
③根据生成水的质量为：4.66g-3.94g=0.72g，碱式碳酸镁的相对分子质量为：84x+58y+18z，以及镁、碳、氢元素的质量进行解答．

解答 解：（1）①A、CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；CaO+H₂O=Ca（OH）₂步骤Ⅰ通过两步反应即可实现；
B、步骤Ⅱ、Ⅲ可得到氢氧化镁沉淀，步骤Ⅳ加入盐酸，可得到氯化镁，故B正确；
C、步骤Ⅴ中化学能转化为电能，说法错误，应为电能转化为化学能；
D、在此流程中涉及的基本反应类型有3种，无置换反应．故选B；
②降低成本、减少污染的措施要从产物的充分利用，节约能源方面考虑．如电解产生的氯气用于生产HCl，再与Mg（OH）₂发生中和反应；
故填：电解产生的Cl₂用于生产HCl，与Mg（OH）₂发生中和反应
（2）
①碱石灰的作用是除去空气中的二氧化碳和水；D的作用是吸收反应生成的二氧化碳；故填除去空气中的二氧化碳和水；吸收反应生成的二氧化碳
②碱式碳酸镁晶体受热分解生成氧化镁、二氧化碳和水，反应生成水的质量296.9g-2924g=4.5g；生成二氧化碳的质量207.0g-198.2g=8.8g；
所以生产氧化镁的质量=23.3g-4.5g-8.8g=10g．故填氧化镁；10g
③镁元素的质量为：10g×$\frac{24}{40}$×100%=6g，
碳元素的质量为：8.8g$\frac{12}{44}$×100%=2.4g，
氢元素的质量为：4.5g×$\frac{2}{18}$×100%=0.5g，
则有：
23.3g×$\frac{（x+y）×24}{84x+58y+18z}$×100%=6g，
23.3g×$\frac{12x}{84x+58y+18z}$×100%=2.4g，
23.3g×$\frac{2z}{84x+58y+18z}$×100%=0.5g，
解得：x=4，y=1，z=4，该碱式碳酸镁晶体[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=4：1：4；故填4：1：4．

点评 本考点属于盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，还要加强记忆除去常用离子的方法，从而突破难点．有关的计算要准确，本考点经常出现在实验题中．