Question

7．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下只说法正确的是B（选填字母）
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：氯气和氢气反应生成氯化氢，氯化氢循环利用在步骤III中．
（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，假设每一步反应和吸收均进行完全．

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

【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（数据见上表）．
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）．
【实验分折】
①装置A的作用为除去空气中的水蒸气和二氧化碳，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=1：1：4（填最简整数比）．

Answer 1

分析 （1）高温条件下，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，电解熔融氯化镁生成镁和氯气，氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢溶于水形成盐酸；
（2）反应前后装置C中的质量差即为反应生成水的质量，装置D中的质量差即为反应生成二氧化碳的质量；
碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳；
加热条件下，碳酸镁分解生成氧化镁和二氧化碳，氢氧化镁分解生成氧化镁和水；
根据提供的数据可以计算该碱式碳酸镁晶体[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z的值．

解答 解：（1）①A．步骤I通过两步反应即可实现，即碳酸钙分解生成氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该选项说法不正确；
B．步骤II、III、IV的目的是从海水中提纯氯化镁，该选项说法正确；
C．步骤V中电能转化成化学能，该选项说法不正确；
D．该流程涉及的基本反应类型有分解反应，例如碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，氯化镁分解生成镁和氯气，化合反应，例如氧化钙和水反应生成氢氧化钙，复分解反应，例如氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水等3种，该选项说法不正确．
故填：B．
②该流程中采取的一种降低成本且减少污染的措施是：氯气和氢气反应生成氯化氢，氯化氢循环利用在步骤III中．
故填：氯气和氢气反应生成氯化氢，氯化氢循环利用在步骤III中．
（2）①装置A的作用为除去空气中的水蒸气和二氧化碳，装置D的作用为吸收反应生成的二氧化碳．
故填：除去空气中的水蒸气和二氧化碳；吸收反应生成的二氧化碳．
②反应后，装置B中的剩余固体是氧化镁，质量为：23.3g-（296.9g-292.4g）-（207.0g-198.2g）=10g．
故填：氧化镁；10．
③设碳酸镁质量为m，分解生成氧化镁质量为x，
MgCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+CO₂↑，
 84                  40      44
  m                  x       8.8g
$\frac{84}{m}$=$\frac{40}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$，
m=16.8g，x=8g，
设氢氧化镁质量为n，分解生成水的质量为y，
氢氧化镁分解生成氧化镁的质量为：10g-8g=2g，
Mg（OH）₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+H₂O，
       58                   40      18
        n                    2g       y
$\frac{58}{n}$=$\frac{40}{2g}$=$\frac{18}{y}$，
n=2.9g，y=0.9g，
zH₂O的质量为：296.9g-292.4g-0.9g=3.6g，
根据题意有：$\frac{84x}{58y}$=$\frac{16.8g}{2.9g}$，$\frac{58y}{18z}$=$\frac{2.9g}{3.6g}$，
$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{1}$，$\frac{y}{z}$=$\frac{1}{4}$，
则x：y：z=1：1：4．
故填：1；1；4．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．