题目内容

海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:

提示:①MgCl2晶体的化学式为MgCl2·6H2O;
②MgO的熔点为2852oC,无水MgCl2的熔点为714oC。
(1)操作②的名称是________、________、过滤。
(2)试剂a的名称是_______________________。
(3)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤_____________________________
_________________________________________________________________________。
(4)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁,再电解氯化镁来制取镁单质;而不采用:加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO的方法制金属镁,其原因是_______________________________。
(5)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明下列情况下使用玻璃棒的目的;
过滤时:__________________________、蒸发时:________________________

(1)蒸发浓缩(1分)、冷却结晶(1分)
(2)HCl溶液或盐酸(1分)
(3)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,用水洗涤沉淀(2分)
(4)MgO的熔点很高,熔融时耗能太大而增加生产成本(2分)
(5)引流(1分),使待滤液沿玻璃棒流入漏斗,防止外溅(1分);搅拌(1分),防止溶液因局部受热温度过高而引起溶液飞溅(1分)。

解析试题分析:((1)操作②是从溶液中得到MgCl2晶体,故是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(2)试剂a将Mg(OH)2转化为MgCl2,故a是盐酸或HCl溶液。
(3)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2,可以采用加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,用水洗涤沉淀,除去Ca(OH)2。
(4)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁,再电解氯化镁来制取镁单质;而不采用:加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO的方法制金属镁,其原因是MgO的熔点很高,熔融时耗能太大而增加生产成。
(5)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒。过滤时用于引流,使待滤液沿玻璃棒流入漏斗,防止外溅;蒸发时用于搅拌,防止溶液因局部受热温度过高而引起溶液飞溅。
考点:海水制备金属镁的工业流程。考查溶液的分离与提纯的操作原理、试剂选择等。

练习册系列答案
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工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)已知将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质析出,写出并配平该化学反应方程式:                                                     。
(2)在酸浸的过程中还会发生以下反应:
a. 3MnO2 +2FeS +6H2SO4=3MnSO4 +Fe2(SO4)3+2S+ 6H2O
b. MnO2+CuS+4H2SO4=MnSO4+CuSO4+S+2H2O      
c. Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
将酸浸所得的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ),电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。

①操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑、
Zn+Cu2+=Zn2++Cu、                             。
②操作②中加入适量X的作用是:                         。
③操作③中所加碳酸盐的化学式是:                 。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,某化学兴趣小组设计了如下两种方案图。
方案Ⅰ

方案Ⅱ

①方案Ⅰ中,AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为:
                                。若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量分别为:               mol、               mol。
②从消耗酸碱的用量角度考虑,方案    (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)所消耗的酸碱少些。

(13分)一溴乙烷为无色液体,熔点-119.1℃,沸点38.4℃,常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂。制备一溴乙烷的反应原理为:NaBr+H2SO4=HBr↑+NaHSO4,CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O。实验室可用如下装置制备一溴乙烷:

某学生的实验过程和具体操作可简述如下:

查阅资料可知:
①可能产生的副产物有: CH3CH2OCH2CH3、CH2BrCH2Br、CH2=CH2、Br2、SO2,其中1,2-二溴乙烷为无色液体,熔点9.3℃,沸点131.4℃。
②油层a用浓硫酸处理可以除掉乙醚、乙醇和水等杂质。
请结合以上信息回答下列问题:
(1)实验过程中锥形瓶置于冰水混合物中的目的是                       。
(2)水层a中的离子除Na+、H+、OH-和Br-外,还一定含有           ,检验该离子的方法是                       。
(3)油层a、b均呈微黄色。该学生猜测油层b除一溴乙烷外还可能含有其它一种或多种副产物,为验证其成分设计了如下的实验操作。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:将油层b转移至        中,再加入足量稀 Na2SO3溶液充分振荡,静置。
                          
步骤2:取步骤1的水层少量于试管中,加入稀硫酸酸化,再加入适量新制氯水及少量CCl4,充分振荡,静置。
溶液分层,下层呈橙红色,证明     。
步骤3:将步骤1的油层充分洗涤、干燥后装入蒸馏装置中,       至温度计升高至450C左右。
馏出蒸汽的温度稳定在38℃左右,不再有蒸汽馏出时,将蒸馏烧瓶中残留液体置于冰水浴中冷却,凝结成白色固体,则证明油层b中含有1,2-二溴乙烷。
(4)该同学在实验过程中加入了10mL乙醇(0.17mol),足量浓硫酸,适量水,以及0.15mol溴化钠,最后蒸馏获得了10.9g一溴乙烷产品。请计算产率       (用小数表示,保留二位小数)。

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