Question

14．海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開(kāi)發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)，從海水中可得到多種化工原料和產(chǎn)品．
Ⅰ．海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來(lái)源之一．從海水中制取鎂，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下流程步驟：

（1）寫出向海水中加入石灰乳后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺．
（2）下列說(shuō)法不正確的是bc（填代號(hào)） a．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富
b．電解MgCl₂溶液制鎂是由于鎂是很活潑的金屬
c．以上制取鎂的過(guò)程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)．
Ⅱ．（1）鋁、空氣、海水可組成一種電池，廣泛用于制造航標(biāo)燈．此電池負(fù)極的電極反應(yīng)為Al-3e^-=Al³⁺．
（2）鋁熱還原法是冶煉熔點(diǎn)較高的金屬的一種重要方法，焊接鋼軌即用到此法．將干燥的氧化鐵粉末和鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中（漏斗已事先用水潤(rùn)濕），并架在鐵架臺(tái)上，下面放置一個(gè)盛有沙子的蒸發(fā)皿．請(qǐng)寫出引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點(diǎn)燃．
（3）為確定某鋁熱劑（氧化鐵粉末和鋁粉）中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)．
若取10.8g 樣品，向其中加入足量的NaOH 溶液，測(cè)得生成的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）體積為3.36L，樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%．

Answer 1

分析 Ⅰ、海水加入石灰乳沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，在鹽酸溶液中濃縮蒸發(fā)得到結(jié)晶水合物，氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到固體氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到鎂，
（1）向海水中加入石灰乳后反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，石灰乳不能寫成離子形式；
（2）從海水中制取鎂主要存在以下的轉(zhuǎn)化過(guò)程：MgCl₂ $\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂ $\stackrel{鹽酸蒸發(fā)濃縮}{→}$MgCl₂•6H₂O$\stackrel{HCl氣流中加熱}{→}$MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg，利用此過(guò)程所涉及的反應(yīng)和相關(guān)信息得出正確結(jié)論；
Ⅱ、（1）原電池工作時(shí)，鋁為負(fù)極，被氧化，電極方程式為Al-3e^-=Al³⁺；
（2）Fe₂O₃與Al粉混合物發(fā)生鋁熱反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng)，生成鐵和氧化鋁，引發(fā)鋁熱反應(yīng)是用鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點(diǎn)燃，氧化鐵和鋁之間發(fā)生反應(yīng)生成金屬鐵和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（3）鋁和NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=0.15mol，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算．

解答 解：Ⅰ、（1）向海水中加入石灰乳后反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，石灰乳不能寫成離子形式，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺，
故答案為：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺；
（2）a、原料來(lái)源于海水，故原料來(lái)源豐富，故a正確；
b、鎂是很活潑的金屬，可用電解熔融氯化鎂的電解法制得，電解氯化鎂溶液不能得到金屬鎂，故b錯(cuò)誤；
c、①為分解反應(yīng)和化合反應(yīng)，②為復(fù)分解反應(yīng)，③為復(fù)分解反應(yīng)，④為分解反應(yīng)，整個(gè)變化過(guò)程中無(wú)置換反應(yīng)，故c錯(cuò)誤，
故答案為：bc；
Ⅱ、（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Al失去電子生成鋁離子，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-═Al³⁺，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，
故答案為：Al-3e^-=Al³⁺；
（2）Fe₂O₃與Al粉混合物發(fā)生鋁熱反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng)，生成鐵和氧化鋁，方程式為：2Al+Fe₂O₃═2Fe+Al₂O₃，引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點(diǎn)燃，
故答案為：在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點(diǎn)燃；
（3）鋁和NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                                      3mol
n（Al）                               0.15mol
n（Al）=0.1mol，
m（Al）=27g/mol×0.1mol=2.7g，
ω（Al）=$\frac{2.7g}{10.8g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鋁熱反應(yīng)以及化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，本題注意鋁熱反應(yīng)的原理，注意相關(guān)方程式的書寫以及物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算方法．