Question

8．镁合金的强度高、机械性能好．这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉．海水提镁是国际上的主要趋势，工业流程图如图1；

其步骤为：
I．将海边大量存在的贝壳（主要成分为CaCO₃）煅烧成生石灰，并将生石灰制成石灰乳
Ⅱ．将石灰乳加入到海水反应池中，经过沉降、过滤得到Mg（OH）₂沉淀
Ⅲ．在Mg（OH）₂沉淀中加入盐酸中和得到MgCl₂溶液，再经蒸发结晶得到MgCl₂•6H₂O
Ⅳ．将MgCl₂•6H₂O在一定条件下加热得到无水MgCl₂
V．电解熔融的无水MgCl₂可得到Mg
（1）请根据上述步骤回答问题：
①写出步骤I、Ⅲ的有关化学方程式：--
I．贝壳煅烧成生石灰CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
Ⅲ．Mg（OH）₂沉淀中加入盐酸中和Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O
②步骤I～V中有分解反应的是（填写步骤序号）：I、Ⅳ、V．
③步骤Ⅲ中的蒸发是利用风吹日晒来完成的，而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、带铁圈的铁架台、坩埚钳等．
④上述海水提镁的流程中，采取了哪些措施来降低成本、减少污染的？请写出其中一点：电解产生的氯气用于生产HCl．
（2）回答下列问题；
①如图2元素的某种粒子结构示意图，该图表示（填序号）C．
A．分子    B．原于    C．阳离子    D．阴离子
②镁原子在化学反应中容易失去电子，镁是一种（填“活泼”或“不活泼”）活泼金属，
除了能与氧气反应，还可以与氮气，二氧化碳等反应．
（3）为测定约含镁30%的镁铝合金（不含其它元素）中 镁的质量分数．
①第一小组设计下列实验方案：称量as镁铝合金粉末，放在如图3装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧．
讨论一：欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的一种数据是完全反应后生成的固体的质量．
讨论二：若用空气代替O₂进行实验，对测定结果（填“有”或“无’）有影响．
②第二小组没计下列实验方案：称取bg镁铝合金，与足量的稀盐酸完全反应．
欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的一种数据是充分反应后生成的氢气的质量（体积）．

Answer 1

分析 （1）①根据化学方程式的书写方法来分析；②根据分解反应的概念分析即可；③根据蒸发操作所用到的仪器分析即可；④根据工艺流程图来分析．
（2）根据微粒结构示意图来分析；
（3）①已知镁铝合金为a克，镁铝合金燃烧后生成氧化镁与氧化铝，称出反应后固体的质量为b克，我们就可以设镁铝合金中镁的质量为x，则铝的质量为（a-x）g；设生成固体中氧化镁的质量为y，则氧化铝的质量为（b-y）g；然后根据化学方程式列出比例式，解方程组求解即可．
②已知镁铝合金为a克，镁铝合金与酸后会生成氢气，称出反应后生成氢气的质量为c克，我们就可以设镁铝合金中镁的质量为m，则铝的质量为（a-m）g；设镁与酸反应生成氢气的质量为n，则铝与酸反应生成氢气的质量为（c-n）g；然后根据化学方程式列出比例式，解方程组求解即可．

解答 解：（1）：①贝壳的主要成分是碳酸钙，锻烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，反应的原理是：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；氧化钙与水反应生成氢氧化钙；向Mg（OH）₂沉淀中加入盐酸所发生的反应是：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，故填：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；
②分解反应的概念：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，I、Ⅳ、V所涉及到的方程式分别为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑； MgCl₂•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCl₂+6H₂O； MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；故答案为：I、Ⅳ、V；
③蒸发过程所用到的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、带铁圈的铁架台、坩埚钳等，故答案为：蒸发皿；玻璃棒；
④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．故填：电解产生的氯气用于生产HCl．
（2）①该粒子核内有12个质子，核外有10个电子，是带两个单位正电荷的镁离子，属于阳离子；故填：C；
②镁是一种化学性质活泼的金属；故填：活泼；
（3）①欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的一种数据是：完全反应后生成的固体的质量．故填：完全反应后生成的固体的质量．
②因为镁除了能与氧气反应，还可以与氮气，二氧化碳等反应．故填：有．
③欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的一种数据是：充分反应后生成的氢气的质量．故填：充分反应后生成的氢气的质量．
故答案为：
①完全反应后生成的固体的质量；②有；③充分反应后生成的氢气的质量（体积）．

点评 本题以从海水中提取镁为背景，考查物质的分离、提纯，节能减排等知识，培养了学生运用知识的能力．