高中化學(xué)蘇教版從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 訓(xùn)練2

訓(xùn)練21鎂的提取及應(yīng)用訓(xùn)練目標(biāo)1.了解鎂單質(zhì)的生產(chǎn)原理。2．能用實驗的方法探索和認(rèn)識鎂及其化合物的性質(zhì)。3．通過經(jīng)歷實驗探究的過程，了解實驗研究化學(xué)物質(zhì)的一般方法。(10分鐘)1．從海水中提取鎂時，沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)是()A．MgCl2＋Ca(OH)2=CaCl2＋Mg(OH)2↓B．Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2OC．Mg(OH)2＋H2SO4=MgSO4＋2H2OD．MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑答案：C解析：海水中鎂元素的主要存在形態(tài)為Mg2＋，從海水中提取Mg的主要步驟：①用Ca(OH)2將Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，涉及的化學(xué)反應(yīng)為MgCl2＋Ca(OH)2=CaCl2＋Mg(OH)2↓；②用鹽酸將Mg(OH)2溶解，化學(xué)方程式為Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O；③將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl2·6H2O晶體，電解熔融的MgCl2得到Mg單質(zhì)：MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑。故沒有涉及的是C項的化學(xué)反應(yīng)。2．從海水中提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)的反應(yīng)類型有()①化合反應(yīng)②分解反應(yīng)③置換反應(yīng)④復(fù)分解反應(yīng)⑤氧化還原反應(yīng)A．①②③④B．②③④⑤C．①②④⑤D．①③④⑤答案：C解析：CaO＋H2O=Ca(OH)2為化合反應(yīng)；MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑既是分解反應(yīng)，又是氧化還原反應(yīng)；MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2為復(fù)分解反應(yīng)。海水提鎂過程中沒有涉及置換反應(yīng)。3．從海水中提取鎂，最基本的方法是往海水里加堿，得到Mg(OH)2沉淀，將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它轉(zhuǎn)化成MgCl2溶液；之后，經(jīng)結(jié)晶、過濾、干燥、電解，即可得到金屬鎂。下列對從海水中提取鎂的有關(guān)說法正確的是()A．制備過程中產(chǎn)生的氯氣可以用來制備鹽酸，循環(huán)使用B．往海水里加堿是指直接加入NaOHC．電解MgCl2溶液即可得到金屬鎂D．電解后得到的鎂應(yīng)在CO2氛圍中冷卻答案：A解析：A項，電解氯化鎂產(chǎn)生氯氣，氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫水溶液和氫氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂，A項正確；B項，往海水里加堿是指加入Ca(OH)2，B項錯誤；C項，電解氯化鎂得到鎂的過程中，電解的不是氯化鎂溶液，而是無水氯化鎂，C項錯誤；D項，鎂能與CO2反應(yīng)，故不能在CO2氛圍中冷卻，D項錯誤。4．近年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表述?！熬G色化學(xué)”要求從經(jīng)濟、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，下列由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的方案中，你認(rèn)為可行且符合“綠色化學(xué)”要求的是()A．Mgeq\o(→,\s\up7(硝酸))Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up7(Cl2))MgCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up7(O2))MgOeq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up7(濃硫酸))MgSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液))Mg(NO3)2答案：C解析：A項，硝酸氧化單質(zhì)鎂時生成有毒的氮氧化物，而且成本較高，A項錯誤；B項，步驟繁瑣，且反應(yīng)物氯氣有毒，成本較高，B項錯誤；C項，原料來源豐富，步驟簡單，無毒，成本較低，C項正確；D項，濃硫酸氧化單質(zhì)鎂時生成有毒的SO2，而且成本較高，D項錯誤。5．分別向等濃度等質(zhì)量的稀硫酸中加入適量①Mg、②MgO、③Mg(OH)2、④MgCO3，恰好完全反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的是()A．①④B．①②C．②③D．②④答案：D解析：根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，可判斷四種物質(zhì)與等質(zhì)量的硫酸恰好完全反應(yīng)后溶液質(zhì)量的增加量依次為Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑溶液質(zhì)量的增加量2498120224－2＝22MgO＋H2SO4=MgSO4＋H2O溶液質(zhì)量的增加量409812040Mg(OH)2＋H2SO4=MgSO4＋2H2O溶液質(zhì)量的增加量589812058MgCO3＋H2SO4=MgSO4＋H2O＋CO2↑溶液質(zhì)量的增加量84981204484－44＝40根據(jù)反應(yīng)后溶液質(zhì)量的增加量可知，與鎂反應(yīng)時溶液質(zhì)量的增加量最小，即與鎂恰好完全反應(yīng)時所得溶液的質(zhì)量最小，而反應(yīng)后所得溶質(zhì)硫酸鎂的質(zhì)量均相同，因此，與鎂反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大；同理分析可得，與氫氧化鎂反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最??；氧化鎂和碳酸鎂分別與等濃度等質(zhì)量的稀硫酸恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。6．鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，海水中富集Mg2＋的化合物，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下：(1)為了使MgCl2完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，可以加入過量試劑①，試劑①最好選用________。(2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是________________________________________________________________________。(3)試劑②可以選用________________，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(4)無水MgCl2的熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Cl2和Mg，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)Ca(OH)2(2)過濾(3)鹽酸Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O(4)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑(35分鐘)一、選擇題(單選)1．下列氣體中，能使點燃的鎂條熄滅的是()A．N2B．CO2C．ArD．Cl2答案：C解析：鎂與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂，與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，與氯氣反應(yīng)生成氯化鎂。2．下列氯化物中，不能用金屬單質(zhì)和氯氣直接反應(yīng)制得的是()A．CuCl2B．FeCl2C．MgCl2D．NaCl答案：B解析：Cu與氯氣反應(yīng)生成氯化銅；Fe與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，不會生成氯化亞鐵；Mg與氯氣反應(yīng)生成氯化鎂；Na與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉。3．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟，其先后順序正確的是()①在一定條件下脫水干燥②加熟石灰③加鹽酸④過濾⑤蒸發(fā)結(jié)晶A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①答案：D解析：先加熟石灰形成Mg(OH)2沉淀，然后將沉淀過濾出來，接著加鹽酸將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O；將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)，在HCl氛圍中加熱氯化鎂晶體得到無水氯化鎂：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgCl2＋6H2O。4．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加石灰乳；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①答案：D解析：考查的是氯化鎂的制備。5．某鎂的化合物是一種優(yōu)良的治療胃酸過多的藥物，其化學(xué)式可以表示為Mg2(OH)mRO3·nH2O(m、n均為常數(shù))，則式中R元素的化合價為()A．＋4B．＋(m＋2)C．＋(2m＋2)D．＋(4＋m－2n答案：B解析：據(jù)化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為零可求出答案。6．用于“點豆腐”的氯化鎂結(jié)晶水合物化學(xué)式是MgCl2·nH2O，取10.15g此結(jié)晶水合物溶于水，加入足量的AgNO3溶液，得到氯化銀沉淀14.35g。A．2B．4C．6D．8答案：C解析：由關(guān)系式：MgCl2·nH2O～2AgCl，n(MgCl2·nH2O)＝eq\f(1,2)n(AgCl)＝eq\f(1,2)×eq\fg,g/mol)＝mol，M(MgCl2·nH2O)＝eq\fg,mol)＝203g/mol，所以24＋71＋18x＝203，x＝6。7．把molNa和molMg分別投入到足量的m1g水中和m2gA．a(chǎn)>bB．a(chǎn)<bC．a(chǎn)＝bD．無法確定答案：B解析：2Na＋H2O=2NaOH＋H2↑2mol1mol0．5molmolMg＋2HCl=MgCl2＋H2↑1mol1mol0．5molmol8．一定量的Mg和MgO的混合物投入100mL2mol/L的稀鹽酸中完全溶解后，再向反應(yīng)后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，要使Mg元素全部沉淀出來，所加入的NaOH溶液的體積最小的是()A．100mLB．50mLC．25mLD．由于Mg、MgO的質(zhì)量未知無法判斷答案：B解析：物質(zhì)的量相同Mg和MgO消耗HCl的量也相同，據(jù)反應(yīng)HCl的物質(zhì)的量可求鎂元素的量，從而可求加入NaOH溶液的體積。9．bg某金屬與足量的稀硫酸反應(yīng)，生成該金屬的三價正鹽和ag氫氣。該金屬的相對原子質(zhì)量為()\f(2b,a)\f(3b,2a)\f(3b,a)\f(b,3a)答案：C解析：本題考查的知識點是氧化還原反應(yīng)的計算。依據(jù)在氧化還原反應(yīng)中氧化劑得電子數(shù)與還原劑失電子數(shù)相等可得：eq\f(bg,Mg·mol－1)×3＝eq\f(ag,2g·mol－1)×2M＝eq\f(3b,a)。10．鎂在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，下列用途與鎂的還原性無關(guān)的是()A．制作閃光粉B．鎂合金用來制造火箭的部件C．用鎂從熔融的四氯化鈦中提取鈦D．制作北京奧運會的焰火答案：B解析：鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光，可制作閃光粉、煙火，鎂在燃燒時作還原劑；2Mg＋TiCl4(熔融)eq\o(=,\s\up7(加熱))Ti＋2MgCl2，鎂作還原劑。二、非選擇題11．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如圖所示：提示：①圖中氯化鎂晶體的化學(xué)式為MgCl2·6H2O；②MgO的熔點為2852℃，無水MgCl2的熔點為(1)操作②的名稱是________、________、過濾。(2)試劑a的名稱是________。(3)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實驗步驟：____________________。(4)工業(yè)上是將氫氧化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)槁然V，再電解氯化鎂來制取鎂單質(zhì)，而不采用加熱Mg(OH)2得到MgO，再電解熔融MgO的方法制取金屬鎂，其原因是____________________。(5)實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明下列情況下使用玻璃棒的目的。溶解時：________________；過濾時：________________；蒸發(fā)時：________________。答案：(1)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(2)鹽酸(3)加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^濾，用水洗滌沉淀(4)MgO的熔點很高，熔融時耗能太大而增加生產(chǎn)成本(5)攪拌，加速溶解過程引流，使待濾液沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺攪拌，防止溶液因局部受熱溫度過高而引起液滴飛濺解析：(1)操作②是從溶液中得到MgCl2晶體，故是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。(2)試劑a將Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2，故試劑a是鹽酸。(4)工業(yè)上是將氫氧化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)槁然V，再電解氯化鎂來制取鎂單質(zhì)，而不采用加熱Mg(OH)2得到MgO，再電解熔融MgO的方法制金屬鎂，其原因是MgO的熔點很高，熔融時耗能太大而增加生產(chǎn)成本。(5)過濾時玻璃棒用于引流，使待濾液沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺；蒸發(fā)時玻璃棒用于攪拌，防止溶液因局部受熱溫度過高而引起液滴飛濺。12．現(xiàn)擬在實驗室里用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂(Mg3N2)。已知實驗中可能會發(fā)生下列反應(yīng)：①2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO；②3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2；③2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C；④Mg＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgO＋H2↑；⑤Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑可供選擇的裝置和藥品如下圖所示(鎂粉、還原鐵粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連)。回答下列問題：(1)在設(shè)計實驗方案時，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置(填字母代號)及其目的分別是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)連接并檢查實驗裝置的氣密性。實驗開始時，將i與自來水管相連，打開自來水的開關(guān)，將空氣從5升的儲氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則氣流流經(jīng)導(dǎo)管的順序是(填字