题目内容

金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之一为皮江法．该方法是以白云石（CaCO3?MgCO3）为原料，经高温煅烧生成氧化物（CaO?MgO），氧化物在还原炉中经1200℃真空条件下用硅铁还原生成镁蒸汽（铁在反应前后化合价不变），镁蒸汽经冷凝器冷聚为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁．反应工艺流程如图1：精英家教网
（1）在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如图2，从图中分析，还原反应的反应热△H
 
0（填“＜”“＞”“=”）理由是
 
．
（2）还原炉中需要在1200℃真空条件下反应，反应达到平衡时的温度与压强的关系如下
剩余压强mmHg 760 10 1 0.1
平衡时的温度℃ 2370 1700 1430 1235
真空条件对制备金属镁来讲，可以达到的目的是：①
 
②
 

（3）含镁矿物常见的有菱镁矿（MgCO3）、白云石和光卤石（KCl?MgCl2?6H2O），其中KCl?MgCl2?6H2O属于
 
．
A．复盐           B．混合物         C．配合物
（4）写出煅烧白云石的反应化学方程式
 
．
分析：（1）根据图象中Mg的产率随温度的变化考虑；
（2）根据镁易与空气中氧气反应，真空可以降低反应的温度考虑；
（3）根据混合物是由不同物质组成的物质考虑；
（4）根据化学方程式的书写方法考虑．
解答：解：（1）由图象可知，温度越高，Mg的产率增大，说明升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向，即△H＞0，
故答案为：＞；升高温度Mg的产率增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应；
（2）①由于镁与氧气能反应生成氧化镁，真空条件防止高温下Mg被空气氧化；②真空条件可以降低反应所需温度，节约能源，
故答案为：①降低反应所需温度，节约能源②防止Mg被空气氧化；
（3）混合物是由不同物质组成的物质，KCl?MgCl2?6H2O是由一种物质组成，属于纯净物，且属于盐；故答案为：A；
（4）难溶性的碳酸钙和碳酸镁在高温下分解为氧化物和二氧化碳，即CaCO3?MgCO3
 高温 
.
 
CaO?MgO+2CO2↑，
故答案为：CaCO3?MgCO3
 高温 
.
 
CaO?MgO+2CO2↑．
点评：本题考查学生镁的化合物的有关知识，涉及了平衡图象的分析，方程式的书写等，难度中等，需要学会从题干中提取有用信息．
练习册系列答案
相关题目
（2012?江苏一模）镁及其合金广泛应用于航空航天、交通、电池等行业，金属镁的制备方法主要有：
①电解无水氯化镁法，②碳或碳化钙热还原法，③皮江法．
已知：

（1）写出MgO（s）与CaC2（s）作用生成Mg（g）及CaO（s）及C（s）的热化学方程式：
CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol
CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol
．
（2）碳化钙还原氧化镁的文献资料如表2
表2 还原剂的用量与温度、保温时间计MgO还原率
n（CaC2）/N（MgO） 还原温度/℃ 恒温时间/h 还原率/%
1.1 1110 2.0 62
1.1 1150 2.0 80
1.1 1150 2.5 85
1.2 1000 2.0 33
1.2 1150 2.0 84
1.2 1150 2.5 88
1.3 1150 2.0 86
1.3 1150 2.0 88
实际生产中只采取恒温2h，其主要原因是：
相同条件下延长保温时间时，还原率增加不明显，生成成本增大
相同条件下延长保温时间时，还原率增加不明显，生成成本增大
；采用n（CaC2）/n（MgO）配比为1.2，而不是1.3，其主要原因是：
相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3，还原剂用量增大，还原率增加不明显，生产成本增大
相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3，还原剂用量增大，还原率增加不明显，生产成本增大
．
（3）用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg（OH）Cl，并发生电离反应：Mg（OH）Cl=Mg（OH）++Cl-．电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为
2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑
2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑
．实验室由MgCl2?6H2O制取无水氯化镁可采用的方法是
在氯化氢气流中加热脱水
在氯化氢气流中加热脱水
．
（4）我国目前生产金属镁主要用皮江法生产，其原料为白云石（MgCO3?CaCO3）的煅烧产物和硅铁（含75%Si）．其生产原理为：
2CaO+2MgO（s）+Si（s）
1100-1250℃
真空
2Mg（g）+Ca2SiO4（s），采用真空操作除了能降低操作温度外，还具有的优点是
防止硅和镁被氧化，并提高金属镁的产率
防止硅和镁被氧化，并提高金属镁的产率
．
（5）镁/间-二硝基苯电池的装置如图所示，电池工作时镁转变为氢氧化镁，间-二硝基苯则转变为间-二苯胺．该电池正极的电极反应式为
．
1808年，英国化学家戴维用钾还原氧化镁，最早制得少量的镁．镁是航空工业的重要材料，镁合金用于制造飞机机身、发动机零件等，一架超音速飞机约有5%的镁合金构件，一枚导弹一般消耗100～200公斤镁合金；镁作为一种强还原剂，还用于钛、锆、铍和铀等的生产中；镁是燃烧弹和照明弹不能缺少的组成物；镁粉是节日烟花必需的原料．镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的．从海水（主要含NaCl和MgSO4）中提取金属镁的主要步骤如图：
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回答下列问题：
（1）Mg在周期表中的位置
 
，试剂A可以选用
 
，试剂C可选用
 
；
（2）步骤①的离子方程式
 
；
（3）用电子式表示氯化镁的形成过程
 
；
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为：
 
；
（5）戴维制镁的化学方程式为
 
；
（6）配平下列反应的方程式．
①UF4+Mg--U+MgF2
②Mg+HNO3--Mg（NO3）2+N2O↑+H2O．

钛及其合金具有密度小，强度高，耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油化工、医药等部门，因此，钛被誉为第三金属和战略金属。从铁钛矿提取金属钛（海绵钛）的主要工艺过程如下：

（1）钛铁矿的主要成分是FeTiO3,第一步发生的反应：FeTiO3+CTiO2+Fe+CO↑,在FeTiO3（钛酸亚铁）中，钛的化合价为            。

（2）第二步：二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳，写出化学方程式：             ，还原产物是          。

（3）用镁在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是     ；写出化学方程式      。

（4）菱镁矿（主要成分是碳酸镁）煅烧后与焦炭混合在氯化器中高温下通入氯气生成氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁。

①写出菱镁矿煅烧及氯化制取氯化镁的化学方程式：                ；

②写出电解熔融氯化镁的电解方程式                    。

1808年，英国化学家戴维用钾还原氧化镁，最早制得少量的镁。镁是航空工业的重要材料，镁合金用于制造飞机机身、发动机零件等，一架超音速飞机约有5%的镁合金构件，一枚导弹一般消耗100～200公斤镁合金；镁作为一种强还原剂，还用于钛、锆、铍和铀等的生产中；镁是燃烧弹和照明弹不能缺少的组成物；镁粉是节日烟花必需的原料。镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。从海水（主要含NaCl和MgSO4）中提取金属镁的主要步骤如下：

回答下列问题：

(1)Mg在周期表中的位置______________________，试剂A可以选用_____________________，试剂C可选用_______________________；

(2)步骤①的离子方程式_________________________________________；

(3)用电子式表示氯化镁的形成过程_______________________________；

(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为：_____________________________________________________；

(5)戴维制镁的化学方程式为_____________________________________；

(6)配平下列反应的方程式。

①    +    ——    +   

②    +   ——    +    +   

 

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