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1、高三化学每天练习20分钟镁及其化合物的性质和海水提取镁的工艺流程(有答案和详细解析)一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。1(2020柳州调研)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于其中探究Mg的活泼性B将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀D将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉2从海水中提取镁的工艺流程如图所示:下列说法错误的是()A用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C步骤可将晶体置于HCl气体
2、氛围中脱水D上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应3下列有关金属的工业制法中,正确的是()A制钠:以海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液B制铁:以铁矿石为原料,CO还原得铁C制镁:以海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁D制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝4某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,有大量气泡产生。为探究该反应原理,该同学做了以下实验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是()选项实验及现象结论A将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝反应中有NH3产生B收集产生的气体并点燃,火焰呈淡蓝色反应中有H2产生C收集气
3、体的同时测得溶液的pH为8.6弱碱性溶液中Mg也可被氧化D将光亮的镁条放入pH为8.6的NaOH溶液中有气泡产生弱碱性溶液中OH氧化了Mg二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。5海水综合利用要符合可持续发展的原则,其联合工业体系(部分)如图所示,下列说法错误的是()A中可采用蒸馏法B中可通过电解氯化镁溶液制金属镁C中提取溴只须蒸馏即可D的产品可生产盐酸、漂白液等6(2020湖北月考)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:将镁粉投入冷水中,未见任何现象;将镁粉放入溴水中,观察到的只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色会逐渐褪去;将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显
4、现象;向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是()A镁粉与液溴反应B镁粉在水的催化下与溴发生反应C产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的D镁粉只与溴水中的酸反应三、非选择题7(2019高密一中月考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题:(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是_。(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化_,工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_和_。(3)沉淀混合物为_和_(填化学式)。(4)利用熔融氯化镁制取金属镁,选用的方法是_(填字母)。A电解法 B氧气还原法C碳
5、还原法 D分解法8(2019济宁育才中学月考)镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的_,还生成少量的_(填化学式)。(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂,其中镁的化合价为_,CH3MgCl水解时除生成甲烷外,还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式:_。(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3,不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCO3的工艺流程如下:“煅烧”时称取27.6 g白云石,高温加热到质量不再变化,收集到的CO2为6.72 L(标准状况下),若工艺中不考虑Ca、Mg损失,
6、则Mg(OH)2和CaCO3的质量分别为_、_。9(2020汕头月考)Mg(OH)2可用于制造防火材料。工业上,以蛇纹石为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下:已知:蛇纹石的主要成分为3MgO2SiO22H2O,还有少量Fe2O3、FeO、CaO和Al2O3。几种金属氢氧化物沉淀的pH如下:M(OH)nFe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀的pH7.01.93.49.1完全沉淀的pH9.03.24.711.1(1)酸A宜选择_(填字母);加入酸A适当过量,但不宜过多,其原因是_。a硝酸 b稀硫酸c盐酸 d氢碘酸(2)试剂B可选择NaClO。用离子方程式表示加NaClO的目的
7、:_。(3)试剂C可能是MgCO3或MgO,加入过量试剂C的目的是_。滤液A中含有的阳离子主要是_(填离子符号)。(4)向过滤所得滤液中加入一定量氨水,镁离子的转化率与温度的关系如图所示。写出镁离子沉淀的离子方程式:_。温度高于50 时,Mg2的转化率降低,其主要原因是_。(5)若滤渣B只含两种物质,且滤渣B的总物质的量为b mol;试剂C为MgO。原矿石中镁元素质量分数为a%,现有100 t这种矿石,按上述流程制备氢氧化镁,理论上制得Mg(OH)2的质量为_kg(用含a、b的代数式表示)。10(2019济南一中质检)硼及其化合物具有重要的工业用途。某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有
8、MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收镁和其中另一种金属单质A的工艺流程如图:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表:沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4请回答下列问题:(1)滤液中所含阴离子主要是_;可回收到的金属A的原子结构示意图为_。(2)试剂B为_;“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有_(要求写出两条措施)。(3)滤液所含金属离子为_,调pH时需要调多次,第一次调pH主要是为了除去_。(4)Mg(ClO3)2在农业上有广泛的用途,可用NaClO3与MgCl2制备,已知四种化合物的溶解度(S
9、)随温度(T)的变化曲线如图所示。写出反应的化学方程式:_。将反应物按化学反应方程式计量数之比混合制备Mg(ClO3)2,简述可制备Mg(ClO3)2的原因:_。答案精析1B稀释浓硫酸应该是把浓硫酸慢慢注入水中,A项错误;两者反应为Mg22OH=Mg(OH)2,因此能够观察到沉淀产生,B项正确;过滤应该用玻璃棒引流,而不是直接倒入已装好滤纸的漏斗中,C项错误;氮气与镁反应生成氮化镁,得不到镁粉,D项错误。2B电解MgCl2时,阳极产生Cl2;加热脱水过程中Mg2能水解生成Mg(OH)2,为防止Mg2水解,应在HCl气体氛围中脱水;、分别为化合反应、复分解反应、分解反应。3B4DA项,能使湿润的
10、红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3;B项,由于NH4Cl溶液水解后显酸性,故产生的气体中含有H2;C项,pH8.6的溶液显碱性,故弱碱性溶液中Mg可被氧化;D项,溶液中有气泡产生,生成的气体是H2,是H将Mg氧化而不是OH将其氧化。5BC6B由知镁粉与水不反应,故C项错误;由知镁粉与液溴不反应,故A项错误;由知开始时产生极少量的气泡,溴水的颜色会逐渐褪去,镁粉与溴水中的酸反应,但主要与溴水中的溴反应,同时结合知水在反应中作催化剂,故D项错误、B项正确。7(1)提高酸浸速率(2)Fe2(或FeCl2)会产生污染性气体NOx会引入杂质离子NO(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A解析(1)粉碎菱
11、镁矿,增大反应物的接触面积,提高酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2(或FeCl2)氧化为Fe3(或FeCl3),工业上不用HNO3是因为HNO3会产生污染性气体NOx,也会引入杂质离子NO。(3)氧化池中存在Al3、Fe3、H,所以加入MgO后与H反应使溶液碱性增强,Al3和Fe3转化为Al(OH)3和Fe(OH)3,故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼,一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。8(1)MgOMg3N2(2)22CH3MgCl2H2O=2CH4MgCl2Mg(OH)2(3)8.7 g15 g解析(3)“煅烧”时称取27.6 g白云石,高
12、温加热到质量不再变化,收集到的CO2为6.72 L(标准状况下),则CO2的物质的量为0.3 mol。由碳原子守恒可得,n(CaCO3)n(MgCO3)0.3 mol,100 gmol1n(CaCO3)84 gmol1n(MgCO3)27.6 g,解得n(CaCO3)0.15 mol,n(MgCO3)0.15 mol,若工艺中不考虑Ca、Mg损失,则Mg(OH)2的质量为58 gmol10.15 mol8.7 g、CaCO3的质量为100 gmol10.15 mol15 g。9(1)b加入过多酸A,消耗试剂C和氨水增多,成本增大(2)2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O(3)使Al3、Fe3
13、完全转化成Al(OH)3、Fe(OH)3NH(4)Mg22NH3H2O=Mg(OH)22NH温度高于50 ,氨水挥发和NH3H2O分解的速率增大(5)58解析(5)根据电荷守恒知,3MgO2Fe33H2O=3Mg22Fe(OH)3,3MgO2Al33H2O=2Al(OH)33Mg2。加入试剂C的物质的量:2n(C)3n(Al3)3n(Fe3),n(Mg2)。根据镁元素质量守恒知,mMg(OH)2( mol)58 gmol158() kg。10(1)AlO、OH(2)盐酸升温、搅拌或适当增大酸的浓度(任写两种即可)(3)Mg2、Ca2、Fe3Fe3(4)2NaClO3MgCl2=Mg(ClO3)22NaCl在相同温度下,NaCl的溶解度较小,最先析出,Mg(ClO3)2留在溶液中,通过蒸发结晶可得