Question

7．鎂及其化合物在生產(chǎn)、生活中應用廣泛．

（1）從海水中提取金屬鎂，可按圖1流程進行．
①下只說法正確的是B（選填字母）
A．步驟I通過一步反應即可實現(xiàn)
B．步驟II、III、IV的目的是從海水中提純氯化鎂
C．步驟V中化學能轉化為電能
D．該流程涉及的基本反應類型有4種
②該流程中采取的一種降低成本且減少污染的措施是：氯氣和氫氣反應生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
（2）某化學興趣小組對某種堿式碳酸鎂晶體的組成進行探究．
【查閱資料】①堿式碳酸鎂晶體可以表示為xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O；
②Mg（OH）₂、MgCO₃均能分解生成對應的氧化物；
③堿石灰是固體氫氧化鈉和生石灰等物質的混合物；
【設計實驗】該小組同學設計了圖2所示的實驗裝置，假設每一步反應和吸收均進行完全．

	裝置C的質量/g	裝置D的質量/g
步驟③	292.4	198.2
步驟⑥	296.9	207.0

【進行實驗】取23.3g堿式碳酸鎂晶體進行實驗，步驟如下：
①連接好裝置并檢查氣密性；
②裝入藥品，打開活塞K，通入一段時間空氣；
③分別稱量裝置C、D的質量（數(shù)據(jù)見上表）．
④關閉活塞K，點燃酒精燈，使堿式碳酸鎂晶體完全分解．
⑤停止加熱，同時打開活塞K，通入空氣至恢復到室溫．
⑥再次分別稱量裝置C、D的質量（數(shù)據(jù)見表）．
【實驗分折】
①裝置A的作用為除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，裝置D的作用為吸收反應生成的二氧化碳．
②反應后，裝置B中的剩余固體是氧化鎂，質量為10g．
③該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=1：1：4（填最簡整數(shù)比）．

Answer 1

分析 （1）高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣和水，電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫溶于水形成鹽酸；
（2）反應前后裝置C中的質量差即為反應生成水的質量，裝置D中的質量差即為反應生成二氧化碳的質量；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
加熱條件下，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳，氫氧化鎂分解生成氧化鎂和水；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z的值．

解答 解：（1）①A．步驟I通過兩步反應即可實現(xiàn)，即碳酸鈣分解生成氧化鈣，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，該選項說法不正確；
B．步驟II、III、IV的目的是從海水中提純氯化鎂，該選項說法正確；
C．步驟V中電能轉化成化學能，該選項說法不正確；
D．該流程涉及的基本反應類型有分解反應，例如碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氯化鎂分解生成鎂和氯氣，化合反應，例如氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，復分解反應，例如氫氧化鎂和稀鹽酸反應生成氯化鎂和水等3種，該選項說法不正確．
故填：B．
②該流程中采取的一種降低成本且減少污染的措施是：氯氣和氫氣反應生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
故填：氯氣和氫氣反應生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
（2）①裝置A的作用為除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，裝置D的作用為吸收反應生成的二氧化碳．
故填：除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳；吸收反應生成的二氧化碳．
②反應后，裝置B中的剩余固體是氧化鎂，質量為：23.3g-（296.9g-292.4g）-（207.0g-198.2g）=10g．
故填：氧化鎂；10．
③設碳酸鎂質量為m，分解生成氧化鎂質量為x，
MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑，
 84                  40      44
  m                  x       8.8g
$\frac{84}{m}$=$\frac{40}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$，
m=16.8g，x=8g，
設氫氧化鎂質量為n，分解生成水的質量為y，
氫氧化鎂分解生成氧化鎂的質量為：10g-8g=2g，
Mg（OH）₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂O，
       58                   40      18
        n                    2g       y
$\frac{58}{n}$=$\frac{40}{2g}$=$\frac{18}{y}$，
n=2.9g，y=0.9g，
zH₂O的質量為：296.9g-292.4g-0.9g=3.6g，
根據(jù)題意有：$\frac{84x}{58y}$=$\frac{16.8g}{2.9g}$，$\frac{58y}{18z}$=$\frac{2.9g}{3.6g}$，
$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{1}$，$\frac{y}{z}$=$\frac{1}{4}$，
則x：y：z=1：1：4．
故填：1；1；4．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．