Question

13．鎂將成為21世紀(jì)重要的輕型環(huán)保材料，我國海洋中含有非常豐富的鎂資源．從海水中提取鎂的流程如下：
海水中的氯化鎂$→_{過濾}^{加熟石灰}$氫氧化鎂$→_{蒸發(fā)結(jié)晶}^{鹽酸}$MgCl₂$\stackrel{通電}{→}$Mg
（1）整個流程中共涉及2個基本反應(yīng)類型．寫出上述流程中由氯化鎂得到金屬鎂的化學(xué)方程式．
（2）金屬鎂是一種比較活潑的金屬．如鎂在二氧化碳中能燃燒生成氧化鎂和一種黑色固體單質(zhì)．
①若用金屬鎂測定空氣中氧氣的含量，所得結(jié)果和實(shí)際值相比偏大（選填“偏大”“偏小”或“不變”）．
②根據(jù)上述信息我們對燃燒條件有了哪些新的認(rèn)識（寫出一條即可）．
（3）老師每次做有關(guān)鎂的實(shí)驗(yàn)時都會強(qiáng)調(diào)：鎂是一種銀白色有金屬光澤的金屬．但拿出的鎂條總是有一層灰黑色的“外衣”，這層灰黑色的外衣是什么物質(zhì)呢？
猜想：①可能是氧化鎂；②可能是Mg₂（OH）₂CO₃，③可能是氫氧化鎂．
根據(jù)已有知識小趙認(rèn)為猜想①是錯誤的，其理由是因?yàn)檠趸�鎂通常為白色固體．
實(shí)驗(yàn)探究：小趙對灰黑色物質(zhì)進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)試管口有無色液滴出現(xiàn)，產(chǎn)生使澄清石 灰水變渾濁的氣體，同時試管內(nèi)生成白色固體．
實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)后，小趙認(rèn)為③的猜測也是錯誤的，其理由是石灰水變渾濁的現(xiàn)象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素．
査閱資料得出結(jié)論：Mg₂（OH）₂CO₃可以加熱分解，產(chǎn)物均為氧化物，據(jù)此請你寫出 Mg₂（OH）₂CO₃分解的化學(xué)方程式Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．
（4）某同學(xué)用部分被氧化的鎂條10g放在足量的稀硫酸中充分反應(yīng)后，共收集到0.6g 的氫氣，請計算出該鎂條中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)鎂只與氧氣反應(yīng)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)過程并結(jié)合反應(yīng)類型的知識進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)測定空氣中氧氣的含量的原理及鎂的性質(zhì)分析．鎂不僅與氧氣反應(yīng)，還能與氮?dú)夥磻?yīng)；
（3）猜想：根據(jù)物質(zhì)顏色對猜想進(jìn)行判斷；
實(shí)驗(yàn)分析：根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對猜想進(jìn)行判斷；
查閱資料得出結(jié)論：根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)，分析反應(yīng)的生成物，完成反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫；
（4）根據(jù)鎂與H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量，計算出參與反應(yīng)的鎂的質(zhì)量，而得到氧化鎂的質(zhì)量，最后求出鎂條中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由制備流程可知，氯化鎂和氫氧化鈣反應(yīng)、氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)都屬于復(fù)分解反應(yīng)；氯化鎂晶體失去結(jié)晶水、MgCl₂通電會生成鎂和氯氣都屬于分解反應(yīng)；由氯化鎂得到金屬鎂的化學(xué)方程式：MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
故填：2；MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）①在測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)時用的可燃物只能與氧氣反應(yīng)，不能與空氣中其它成分反應(yīng)．鎂不僅能與氧氣反應(yīng)還能與氮?dú)夥磻?yīng)，這樣會導(dǎo)致水面上升超過$\frac{1}{5}$，結(jié)果偏大；
故填：偏大；
②有以上可知，燃燒不一定需要氧氣；
（3）猜想：氧化鎂通常為白色固體與鎂表面呈灰色的現(xiàn)實(shí)不相符，因此猜想不成立；
故答案為：因?yàn)檠趸�鎂通常為白色固體；
實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)中觀察到澄清石灰水變渾濁，說明灰黑色物質(zhì)分解出二氧化碳?xì)怏w，則物質(zhì)中含有C元素，而猜想的氫氧化鎂在組成元素上不含C元素，因此猜想不成立；故故答案為：石灰水變渾濁的現(xiàn)象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素；
查閱資料得出結(jié)論：Mg₂（OH）₂CO₃加熱分解的產(chǎn)生均為氧化物，則分解生成MgO、H₂O、CO₂三種物質(zhì)；
故答案為：Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑；
（4）設(shè)鎂的質(zhì)量為x
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24                         2
x                         0.6g
$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.6g}$
x=7.2g
鎂條中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10g-7.2g}{10g}×100%$=28%
答：鎂條中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%．

點(diǎn)評 本題考查了基本反應(yīng)類型的判斷、根據(jù)化學(xué)方程式的有關(guān)計算以及明確物質(zhì)之間的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，題目難度較大．