题目内容
(12分) 海水中富含镁,可经过加碱沉淀、过滤、酸溶、结晶及脱水等步骤得到无水氯化镁,最后电解得到金属镁。
(1)加碱沉淀镁离子时,生成的Mg(OH)2在分散系中处于沉淀溶解平衡,其溶度积常数表达式Ksp= 。
(2)MgCl2溶液显酸性,其水解的离子方程式为 。
(3)除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3,可加入的试剂有 。
a.MgO b.Mg(OH)2 c.MgCO3 d.MgSO4
(4)若在空气中加热MgCl2·6H2O,可生成Mg(OH)Cl或MgO,写出相关的化学方程式之一 。
(5)MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热可得到无水氯化镁,其原因是 。
(6)电解熔融的MgCl2,阳极的电极反应式为: 。
(12分) (每空2分)
(1)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-) (2)Mg2+ + 2H2O
Mg(OH)2 +2H+ (3)abc
(4)MgCl2·6H2O
Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑或MgCl2·6H2O
MgO + 2HCl↑+5H2O↑
(5)HCl气流可抑制Mg2+水解 (6)2Cl――2e-=Cl2↑
【解析】
试题分析:(1)根据沉淀溶解平衡的书写可知Mg(OH)2 的溶度积常数表达式Ksp= c(Mg2+)·c2(OH-);
(2)氯化镁属于强酸弱碱盐,Mg2+水解显酸性,其水解的离子方程式为Mg2++2H2O
Mg(OH)2 +2H+;
(3)根据Fe3++3H2O
Fe(OH)3 +3H+,加入能消耗H+的物质,导致平衡正向移动,Fe3+生成沉淀除去,该除杂过程不能引入杂质离子,所以符合条件的有a.MgO、b.Mg(OH)2 和c.MgCO3 ;
(4)由于MgCl2 水解产生HCl,HCl易挥发,导致氯化镁的水解平衡右移,所以若在空气中加热MgCl2·6H2O,可生成Mg(OH)Cl或MgO,相关的化学方程式为MgCl2·6H2O
Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑或MgCl2·6H2O
MgO + 2HCl↑+5H2O↑;
(5)根据MgCl2 +2H2O
Mg(OH)2 +2HCl, HCl气流可抑制Mg2+水解;
(6)电解熔融的MgCl2,阴离子在阳极放电,阳极的电极反应式为2Cl――2e-=Cl2↑。
考点:考查沉淀溶解平衡,物质的除杂,盐类的水解,电极反应式的书写等知识。
(16分)已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素,B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子有2个未成对电子.A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体.E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。
请回答下列问题(用元素符号或化学式表示):
(1)元素B、C、D的基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)M分子中B原子轨道的杂化类型为 。
(3)E+的核外电子排布式为 ,下图是由D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图,该晶体1个晶胞中阳离子的个数为 。
![]()
(4)化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是 。
(5)写出与BD2互为等电子体的C3-的结构式 。
(6)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置.最早用于有机废水处理,下图是利用微生物燃料电池处理含M废水的装置,其中3是质子交换膜.负极所在的左室中发生反应的电极反应式是 。
![]()
(7)铁粉和E单质粉末的均匀混合物,平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(假设硝酸的还原产物只有NO).则稀硝酸的浓度为 mol/L。
编号 | ① | ② | ③ | ④ |
稀硝酸的体积/mL | 100 | 200 | 300 | 400 |
剩余金属的质量/g | 18.0 | 9.6 | 0 | 0 |
NO的体积/mL | 2240 | 4480 | 6720 | V |