第3课时 镁的提取及应用
[基础巩固]
1.下列叙述镁的性质中，正确的是( ) A．在氮气中不能燃烧
B．与水不能反应释放出氢气 C．在氯气中燃烧会产生白烟
D．镁条可在二氧化碳气体中燃烧生成白色固体
解析：选C。镁可在氮气中燃烧，也可以与水反应放出氢气，A、B错误；镁条在二氧化碳气体中燃烧还生成黑色物质炭，D错误。
2.下列实验能说明燃烧不一定需要O2的是( )
①H2在Cl2中燃烧 ②Mg在Cl2中燃烧 ③Mg在CO2中燃烧 ④Na在Cl2中燃烧 A．① B．②④ C．③④ D．①②③④
解析：选D。燃烧是发光发热剧烈的氧化还原反应，此过程不一定需要氧气的参与。 3.海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳(主要成分是碳酸钙)煅烧成石灰；②在引有海水的沉淀池中加入石灰，经过沉降，然后过滤得沉淀物；③将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；④电解得产品。以上提取镁的全过程中，没有涉及的反应类型有( )
A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应
解析：选C。从海水中提取镁的过程涉及的主要反应有：
高温CaCO3===== CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓、△通电Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O↑、MgCl2=====Mg＋Cl2↑。 HCl
4.下列说法不正确的是( )
A．通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁 B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物 C．氧化镁是优质的耐火材料
D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
解析：选D。金属镁可以与铝制成高强度的镁铝合金用作飞机等机械的外壳。
5.相同物质的量的Fe、Mg、Al、Na各0.1 mol投入到含HCl 0.01 mol的稀盐酸中，放出H2由多到少的顺序是( )
A．Al>Mg＝Fe>Na C．Al＝Mg＝Fe B．Al＝Mg＝Fe＝Na D．Na>Al>Mg>Fe ＋ 解析：选C。Fe、Mg、Al投入到盐酸中均发生反应：R＋nH===R＋H2↑，由于金属 2过量，故三者产生的H2应以HCl的量计算，铁、镁、铝产生H2的量相等，而Na除与HCl反应外，还与H2O反应，故放出H2的量最多。 n＋ n6.Mg、Al两种金属分别跟相同体积、相同浓度的稀H2SO4反应，同温同压下生成氢气的体积相同，下列叙述一定正确的是( ) A．两个反应转移的电子数目相等 B．加入镁、铝的质量比为4∶3 C．金属溶解的物质的量相等 D．加入的两种金属的质量不等 解析：选A。Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑；同温同压下生成H2的体积相同，则两个反应转移的电子数相等，A正确；设生成H2的物质的量为1 mol，若两个反应中H2SO4均过量，则m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，镁与铝的质量比为4∶3；若两个反应中H2SO4均恰好完全反应，则加入的Mg和Al的质量可能相等也可能不相等，故一定正确的只有A。 7.一定量的Mg和MgO的混合物投入到100 mL 4 mol·L－1H2SO4中完全溶解，再向反应后的溶液中加入4 mol·L NaOH溶液，要使反应后的Mg全部沉淀出来，加入的NaOH溶液的体积至少是( ) A．100 mL B．50 mL C．200 mL D．缺少数据，无法计算 解析：选C。镁、氧化镁与硫酸均生成硫酸镁，过量的硫酸用氢氧化钠中和生成硫酸钠， －1 2＋ n（Na＋）2＋ 当Mg恰好沉淀时，溶液中溶质为硫酸钠，所以＝，而Na来自于氢氧化钠溶液，2－ n（SO4）1 2＋ SO4来自硫酸，所以 2－ n（NaOH）4V2 ＝＝，V＝0.2 L。 n（H2SO4）4×0.11 8.等质量的镁分别在CO2和O2中燃烧，有关叙述正确的是( ) A．在CO2中固体产物质量大 B．在O2中产生的MgO多 C．氧化剂与还原剂物质的量之比都是2∶1 D．反应中都是氧元素被还原 解析：选A。镁的质量相等，生成的MgO相同，Mg与O2的反应中氧元素被还原，而Mg与CO2的反应中，氧的化合价不变化，B、D错误，从二者的反应方程式看出，二者氧化剂与还原剂的物质的量之比均是1∶2。 9.已知部分被氧化的镁条1.6 g和足量的盐酸反应，在标准状况下生成H2 1.12 L，则在跟盐酸反应前被氧化的镁是( ) A．1.2 g B．0.01 mol C．0.05 mol D．2.4 g 解析：选B。n(H2)＝0.05 mol?1.6 g混合物中含镁为0.05 mol即1.2 g?1.6 g混合物中含氧化镁(MgO)为0.4 g 即 0.01 mol?反应前被氧化的Mg为0.01 mol即 0.24 g。 10.通常情况下，C、E均为常见的单质，其中C为金属，E为气体，A为淡黄色固体。B能使澄清石灰水变浑浊，且C能与E反应生成G。在一定条件下，其他相互转化关系如图所示(反应条件和部分产物已省略)。 (1)A的化学式为________； (2)画出C的原子结构示意图：__________________； (3)B和C在一定条件下反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：中学化学常见物质中，淡黄色固体有硫、过氧化钠等；使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2等；根据“A＋B―→D＋E”知，A为过氧化钠，B为二氧化碳，D和E分别为碳酸钠和氧气，C为金属，C＋CO2→F＋G，C＋O2→G，说明G一定是氧化物，在常见金属中只有镁符合条件，C为镁；G为氧化镁，F为碳，E与F反应生成二氧化碳。 答案：(1)Na2O2 (2)点燃 (3)CO2＋2Mg===== 2MgO＋C 11.镁及其合金是一种用途很广的金属材料，海水中镁的含量约1.8×1015 t，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，主要步骤如下： (1)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，可以加入过量试剂①，试剂①最好选用________。 (2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是____________。 (3)试剂②可以选用____________，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Cl2和Mg，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 解析：(1)从工业生产实际考虑，应选用石灰乳[Ca(OH)2]；(2)采用过滤法将可溶物与Mg(OH)2分离。 答案：(1)石灰乳[Ca(OH)2] (2)过滤 (3)盐酸 通电＋2＋ Mg(OH)2＋2H===Mg＋2H2O (4)MgCl2===== Mg＋Cl2↑ [能力提升] 12.碱式碳酸镁和无水氯化镁具有广泛的用途。用白云石(CaCO3·MgCO3)为主要原料生产碱式碳酸镁和无水氯化镁的流程如下： 回答下列问题： (1)“灰浆”中除水和MgO外，主要成分还有________。 (2)为探究所得的水合碱式碳酸镁[mMgCO3·nMg(OH)2·xH2O]的组成，某同学组装仪器如图所示： 实验测得：硬质玻璃管中剩余的固体质量为1.60 g，C处浓H2SO4增重0.72 g，D处碱石灰(主要成分为氧化钙和氢氧化钠)增重1.32 g，此水合碱式碳酸镁的化学式为______________________________。 (3)A框中装置的作用是___________________________________________； 在装好试剂后，加热前应进行的操作是_________________________________________。 解析：(1)白云石分解生成的MgO和CaO与水反应时，其中的CaO会生成Ca(OH)2。(2)1.60 g1.60 g －1－1 m＋n40 g·mol4m＋n40 g·mol 由实验数据可列式：＝＝，＝＝1，解得m∶n∶x＝ m1.32 g3n＋x0.72 g －1－1 44 g·mol18 g·mol3∶1∶3。(3)空气中的少量CO2、H2O会影响实验结果。 答案：(1)Ca(OH)2 (2)3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O (3)除去空气中的CO2等酸性气体和水蒸气，以减少误差 关闭K2，打开K1，通入足量空气后，再打开K2，关闭K1 13.镁在二氧化碳中能燃烧，钠比镁更活泼，那么钠能在二氧化碳中燃烧吗？某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。 A：石灰石B：饱和碳 C：浓硫酸 和稀盐酸酸氢钠溶液 (1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)该装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是__________________________________，浓硫酸的作用是 ________________________________________________________________________。 (3)用酒精灯在试管D底部加热，钠在充满二氧化碳气体的试管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟。试管底部有黑色物质生成。试管冷却后，试管壁上附着一层白色物质。往试管中加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶。过滤，得到澄清的滤液。往滤液中加澄清石灰水，溶液变浑浊。再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现。则试管壁上附着的白色物质是________。将滤纸上的黑色物质在坩埚中灼烧，黑色物质能燃烧。则该黑色物质是________。试写出钠与二氧化碳反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：石灰石和稀盐酸反应产生的CO2气体中含HCl气体和水蒸气，除去HCl应用饱和 NaHCO3溶液，除去H2O用浓硫酸，Na与CO2反应生成的白色物质与石灰水反应变浑浊，加盐酸有气泡产生，白色物质应为Na2CO3，黑色物质能燃烧，应为碳。 点燃 答案：(1)2Mg＋CO2=====2MgO＋C (2)除去CO2中混有的HCl 干燥CO2气体 点燃 (3)Na2CO3 C(碳) 4Na＋3CO2=====2Na2CO3＋C
2018_2019年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第3课时镁的提取及应用课时作业苏
