2015-2016学年高中化学 2.2.4《镁的提取及应用》练习 苏教版必修1 - 图文

2.2.4《镁的提取及应用》 1．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( ) A．②④⑤③① B．③②④①⑤ C．③④②⑤① D．②④③⑤① 2＋【解析】 由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。 【答案】 D 2．下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是( ) 2＋－A．Mg＋2OH===Mg(OH)2↓ B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 加热C．Mg(OH)2=====MgO＋H2O 通电D．MgCl2=====Mg＋Cl2↑ 2＋【解析】 A项是把海水中的Mg转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。 【答案】 C 3．目前世界上60%的镁是从海水中提取的。学生就这个课题展开了讨论。已知海水提镁的主要步骤如下： 学生就这个课题提出了以下问题： (一)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集？ 有三个学生提出自己的观点。 学生1的观点：直接往海水中加入沉淀剂。 学生2的观点：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。 学生3的观点：向晒盐后的苦卤水中加入沉淀剂。 请你评价三个学生提出的观点是否正确(填“是”或“否”)，并简述理由。 是否正确 简述理由 学生1 学生2 学生3 (二)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的分离？ (1)为了使镁离子沉淀下来，加入的足量试剂①是________(填化学式)。 (2)加入的足量试剂②是________(填化学式)。 (3)写出MgCl2→Mg的化学反应方程式________________________。 【解析】 (一)海水中镁的总量虽然多，但是镁离子浓度却很小，若直接往海水中加入沉淀剂，则所需要的沉淀剂用量大，不经济。高温加热蒸发海水，固然可以提高镁离子浓度，降低使用沉淀剂的成本，却消耗了大量能源，大大增加了能耗的成本。海水晒盐时，利用了太阳能，在得到食盐的同时，增大了镁离子浓度，使剩余苦卤水得到了合理利用，降低了成本。 (二)为了使镁离子沉淀下来，应该加入碱，若加入石灰乳，则还会得到CaSO4沉淀，所以在该题中应该选择加入NaOH溶液。将氢氧化镁沉淀变成MgCl2溶液，可以加入盐酸。用电解熔融的MgCl2制取金属镁。 【答案】 (一) 是否正确 简述理由 学生1 否 海水中镁离子浓度小，沉淀剂的用量大，不利于镁离子的富集 学生2 否 能源消耗大，海水的综合利用低，成本高 学生3 是 镁离子富集浓度高，成本低 (二)(1)NaOH (2)HCl 电解(3)MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑ 知识点2 镁的结构、性质和用途 4．下列关于镁元素在自然界存在的叙述正确的是( ) A．主要以游离态存在于地壳中 B．主要以合金的形式存在于地壳中 C．主要以氯化镁形式存在于地壳中 D．主要以化合态的形式存在于地壳和海水中 【答案】 D 5．下列关于镁和二氧化碳的反应描述不正确的是( ) A．MgO是还原产物 B．1 mol CO2参加反应，共转移电子4 mol C．镁是还原剂 D．此实验现象是镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，产生白色粉末和黑色固体 【解析】 A错，MgO是氧化产物，B、C、D均正确。 【答案】 A 6．下列关于镁及其化合物的叙述不正确的是( ) A．把镁粉投入盐酸和烧碱溶液中，都会有氢气放出 B．煅烧菱镁矿(主要成分MgCO3)可制取氧化镁 C．镁的主要用途用于制造合金和制照明弹 D．食盐中若含有氯化镁就易潮解 【解析】 镁作为一种活泼金属，可与盐酸反应，但是不能和碱反应。 【答案】 A 7．下列反应体现了CO2的氧化性的是( ) 点燃A．2Mg＋CO2=====2MgO＋C B．2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O C．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 D．CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO 【解析】 A中，CO2中碳元素由＋4价变为0价，表现氧化性；B中，反应为复分解反应；C中，碳元素的价态不变，CO2没有参与氧化还原反应。D中，反应为非氧化还原反应。 【答案】 A 8．完成下列反应的化学方程式： (1)将燃着的镁条伸入盛有氯气的集气瓶中：________________________________。 (2)镁在氮气中燃烧：________________________； (3)点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中：________________________________。 点燃【答案】 (1)Mg＋Cl2=====MgCl2 点燃(2)3Mg＋N2=====Mg3N2 点燃(3)2Mg＋CO2=====2MgO＋C －19．海水中镁的含量为1.10 g·L，从海水中提取镁可按如下步骤进行：①将海边大量存在的贝壳(主要成分是CaCO3)制成石灰乳 ②将石灰乳加入到海水沉淀池中，经过沉降得到沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应 ④蒸发结晶、脱水 ⑤将获得的产物电解。 (1)上述全部过程中，属于在溶液中进行的离子反应为(填序号)______。属于氧化还原反应的是______，其反应的化学方程式为________________。 (2)假如海水中Mg元素全部存在于MgSO4中，那么海水中MgSO4的含量为________g·L－1。 －1【解析】 (2)设海水中MgSO4的含量为x g·L， －1由Mg～MgSO4可得：24120＝1.10 g·Lx， －1x＝5.50 g·L。 通电【答案】 (1)②③ ⑤ MgCl2=====Mg＋Cl2↑ (2)5.50 10．填写下表： 实验操作 实验现象 化学方程式 用砂纸将镁条表面的氧化膜擦去，将镁条在酒精灯上点燃后， 伸入充满二氧化碳的集气瓶中 在试管中加入一段擦去表面氧化膜的镁条并加入一定量的稀硫 酸 【答案】 实验现象 化学方程式 打磨后的镁条表面为银白色，镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，点燃2Mg＋CO2=====2MgO＋C 放出大量的热，发出耀眼的白光 镁条在稀硫酸中剧烈反应，有无色气体放出 Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑ 巩固提升 1．(双选)下列有关镁的说法正确的是( ) A．镁被誉为国防金属，其原因是质轻，镁合金强度高、机械性能好 B．金属镁在CO2中燃烧，表现了镁的强氧化性 C．镁是制造焰火、闪光粉的材料 D．镁易与冷水反应，生成氢气 【解析】 金属镁在CO2中燃烧，表现了镁的强还原性；镁与冷水不反应，镁可与热水反应生成氢气。 【答案】 AC 2．镁在生产生活中应用广泛，下列用途与镁的还原性无关的是( ) A．制作闪光粉 B．镁合金用来制造火箭的部件 C．用镁从熔融的四氯化钛中提取钛 D．制作北京奥运会的焰火 【解析】 镁燃烧发出耀眼的白光，可制作闪光粉、烟火，镁在燃烧时作还原剂；2Mg加热＋TiCl4(熔融)=====Ti＋2MgCl2，镁作还原剂。 【答案】 B 3．下列有关镁及其化合物的离子方程式书写正确的是( ) 2－＋A．MgCO3与盐酸反应：CO3＋2H===CO2↑＋H2O 2＋－＋2－B．Mg(OH)2与H2SO4反应：Mg＋2OH＋2H＋SO4===MgSO4↓＋2H2O ＋2＋C．镁与醋酸反应：Mg＋2H===Mg＋H2↑ 2＋2＋D．工业上以海水为原料制备Mg(OH)2：Ca(OH)2＋Mg===Mg(OH)2↓＋Ca 【解析】 MgCO3、Mg(OH)2是难溶物不能拆，A、B错；CH3COOH是难电离物质，不能拆，C错。 【答案】 D 4．已知部分被氧化的镁条1.6 g和足量的盐酸反应，在标准状况下生成了H2 1.12 L，在跟盐酸反应前被氧化的镁是( ) A．1.2 g B．0.64 g C．0.4 g D．0.24 g 【解析】 依据H2可计算出未被氧化的Mg为1.2 g，故含有MgO为0.4 g。则反应前已经被氧化的Mg为0.24 g。 【答案】 D 2＋5．除去NaCl溶液中的Mg，可加入( ) A．石灰乳 B．KOH溶液 C．NaOH溶液 D．Na2SO4溶液 2＋＋2－【解析】 石灰乳、KOH、Na2SO4引入杂质Ca、K、SO4等。 【答案】 C 6．干粉灭火器的主要原料为NaHCO3，是一种常用的灭火器，回答下列问题： (1)干粉灭火器在灭火时，NaHCO3的作用是________________(用化学方程式表示)。 (2)镁失火时，________(填“能”或“不能”)用干粉灭火器灭火，其原因是________________________(用化学方程式表示)。 【解析】 干粉灭火器在灭火时，NaHCO3受热发生分解，产生CO2，镁失火时，不能用干粉灭火器灭火，因为镁能与CO2反应。 △【答案】 (1)2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 点燃(2)不能 2Mg＋CO2=====2MgO＋C 7．现有三种常见治疗胃病药品的标签：

这三种药品中所含的物质均能中和胃里过量的盐酸。 (1)某患者服用①药片2片后发生打嗝现象，请计算该患者服用该药片2片产生气体体积约________mL。(体积按标准状况计) (2)若按每片药片中和胃酸的量来衡量药效，则每服用药片③1片，相当于服用药片②________片。(精确到小数点后面一位) 【解析】 (1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 1 1 ?0.5? ?? mol 0.005 mol ?100?V(CO2)＝0.005 mol×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL。 (2)MgO ＋ 2HCl===MgCl2＋H2O 1 2 ?0.25? mol 0.0125 mol ???40?Mg(OH)2 ＋ 2HCl===MgCl2＋2H2O 1 mol 2 mol ?0.25? mol 0.0086 mol ???58?0.0125所以相当于服用药片②：≈1.5。 0.0086【答案】 (1)112 (2)1.5 8．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下所示：

(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。贝壳的作用是________________，贝壳所经历变化的化学方程式为________________。

(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？ 写出实验步骤：________________________________________________________________________。

【解析】 Mg(OH)2比Ca(OH)2更难溶，在沉淀中加入MgCl2溶液，Ca(OH)2会转化成为Mg(OH)2。

【答案】 (1)转化为Ca(OH)2，提供反应所需的碱

高温

CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2

(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤

9．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。

(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 △

(3)Na2CO3 C(碳) 4Na＋3CO2=====2Na2CO3＋C

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