Question

13．镁将成为21世纪重要的轻型环保材料，我国海洋中含有非常丰富的镁资源．从海水中提取镁的流程如下：
海水中的氯化镁$→_{过滤}^{加熟石灰}$氢氧化镁$→_{蒸发结晶}^{盐酸}$MgCl₂$\stackrel{通电}{→}$Mg
（1）整个流程中共涉及2个基本反应类型．写出上述流程中由氯化镁得到金属镁的化学方程式．
（2）金属镁是一种比较活泼的金属．如镁在二氧化碳中能燃烧生成氧化镁和一种黑色固体单质．
①若用金属镁测定空气中氧气的含量，所得结果和实际值相比偏大（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．
②根据上述信息我们对燃烧条件有了哪些新的认识（写出一条即可）．
（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的“外衣”，这层灰黑色的外衣是什么物质呢？
猜想：①可能是氧化镁；②可能是Mg₂（OH）₂CO₃，③可能是氢氧化镁．
根据已有知识小赵认为猜想①是错误的，其理由是因为氧化镁通常为白色固体．
实验探究：小赵对灰黑色物质进行加热，发现试管口有无色液滴出现，产生使澄清石 灰水变浑浊的气体，同时试管内生成白色固体．
实验分析：实验后，小赵认为③的猜测也是错误的，其理由是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．
査阅资料得出结论：Mg₂（OH）₂CO₃可以加热分解，产物均为氧化物，据此请你写出 Mg₂（OH）₂CO₃分解的化学方程式Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．
（4）某同学用部分被氧化的镁条10g放在足量的稀硫酸中充分反应后，共收集到0.6g 的氢气，请计算出该镁条中氧化镁的质量分数（假设镁只与氧气反应）．

Answer 1

分析 （1）根据反应过程并结合反应类型的知识进行分析；
（2）根据测定空气中氧气的含量的原理及镁的性质分析．镁不仅与氧气反应，还能与氮气反应；
（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H₂SO₄反应的化学方程式和生成氢气的质量，计算出参与反应的镁的质量，而得到氧化镁的质量，最后求出镁条中氧化镁的质量分数．

解答 解：（1）由制备流程可知，氯化镁和氢氧化钙反应、氢氧化镁和盐酸反应都属于复分解反应；氯化镁晶体失去结晶水、MgCl₂通电会生成镁和氯气都属于分解反应；由氯化镁得到金属镁的化学方程式：MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
故填：2；MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）①在测定空气中氧气体积分数时用的可燃物只能与氧气反应，不能与空气中其它成分反应．镁不仅能与氧气反应还能与氮气反应，这样会导致水面上升超过$\frac{1}{5}$，结果偏大；
故填：偏大；
②有以上可知，燃烧不一定需要氧气；
（3）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）₂CO₃加热分解的产生均为氧化物，则分解生成MgO、H₂O、CO₂三种物质；
故答案为：Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑；
（4）设镁的质量为x
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24                         2
x                         0.6g
$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.6g}$
x=7.2g
镁条中氧化镁的质量分数为：$\frac{10g-7.2g}{10g}×100%$=28%
答：镁条中氧化镁的质量分数为28%．

点评 本题考查了基本反应类型的判断、根据化学方程式的有关计算以及明确物质之间的反应是解本题关键，题目难度较大．