北京市2017届高三化学一轮复习 3.3 镁及其化合物（教案+试题+课件）（打包4套）.zip

第三章 金属及其化合物第三课时 镁及其化合物〖复习目标〗（1）了解镁及镁的化合物的物理性质和化学性质。（2）以海水中提取镁为线了解化学方法在实现物质间转化中的作用。〖教学重点〗镁及镁的化合物的化学性质〖教学难点〗 镁及其化合物性质的应用〖教学过程〗【知识精讲】1、镁（1）镁的物理性质镁是一种轻金属，它的密度只有铝的密度的 2／3；另外，镁合金的强度高、机械性能好。这些特性使镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。（2）镁的化学性质①镁与非金属单质的反应常温下镁被空气中的氧气氧化生成氧化物保护层，具有抗腐蚀的性质。镁可以在 O2、N 2等气体中燃烧2Mg+O2 2MgO3Mg+N2 Mg3N2②镁与某些氧化物的反应镁可以在 CO2气体中燃烧，体现了镁的较强还原性。CO2+2Mg 2MgO+CMg 在 CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。镁与冷水反应很慢，在加热时反应加快。Mg＋2H 2O Mg(OH)2＋H 2↑镁也能跟 SiO2反应：2Mg＋SiO 2＝2MgO＋Si③镁跟酸的反应与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应。Mg＋2HCl＝MgCl 2＋H 2↑ ④镁与水解显酸性的盐溶液的反应Mg＋2NH 4Cl ＝MgCl 2＋2NH 3＋H 2↑（3）海水提镁海水提镁，最基本的方法是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后经过滤、干燥、电解，就可得到镁。反应原理是 Mg2++2OH－ =Mg(OH)2↓， Mg(OH)2＋2HCl=MgCl 2＋2H 2O ， MgCl2 Mg+Cl2↑；或把从海水提取出食盐、KCl、Br 2以后留下的母液浓缩，就得到卤块，主要成分是MgCl2·6H2O，然后脱水 MgCl2·6H2O MgCl2＋6H 2O，最后电解熔融的氯化镁得到镁。2、镁的化合物（1）氧化镁白色粉末，高熔点(2800℃)，碱性氧化物，能与水缓慢作用，与酸反应。MgO＋2HCl＝MgCl 2＋H 2OMgO＋H 2O Mg(OH)2（2）氢氧化镁白色粉末，难溶于水，与 H+作用，与 NH4Cl 溶液作用，对热不稳定。Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl 2＋2H 2OMg(OH)2 MgO＋H 2O（3）从 MgCl2溶液中获取 MgCl2固体采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到 MgCl2·6H2O 晶体，然后使 MgCl2·6H2O 在 HCl 气流中加热失去结晶水得到 MgCl2固体。在 HCl 气流中加热的原因抑制 MgCl2发生水解反应。【方法精讲】1、镁在空气中燃烧发生的反应镁在空气中燃烧发生三个反应，2Mg＋O 2 2MgO= = = = =点 燃 3Mg＋N 2 Mg3N2= = = = =点 燃 2Mg＋CO 2 2MgO＋C= = = = =点 燃 镁与 O2的反应为主。2、镁盐与氨水反应产生 Mg(OH)2沉淀，Mg(OH) 2又能溶解在 NH4Cl 溶液中。前者是由 Mg(OH)2的特殊溶解性决定。在常见的难溶性氢氧化物中，Mg(OH) 2的溶解度最大。故产生 Mg(OH)2的条件是：浓的 Mg2+ 盐溶液与浓氨水反应。后者是由 Mg(OH)2的电离性质和 的水解性质决定。通常简单认为 Mg(OH)2完全电离，NH4+故能溶解在饱和 NH4Cl 溶液中。MgCl2＋2NH 3·H2O MgOH2＋2NH 4Cl【典例精讲】【例 1】 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，置镁片于其中探究讨 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浊液倒入装有滤纸的漏斗中，搅拌，静置，洗涤并收集沉淀D、将 Mg（OH） 2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水 MgCl2固体【答案】B【解析】A 错，浓硫酸的稀释为，将浓硫酸缓缓注入水中并不断有玻璃棒搅拌；MgSO 4溶液中滴入 NaOH 溶液观察到 Mg（OH） 2沉淀的生成，B 正确；C 错，过滤时不能用玻璃棒搅拌；D 错，加热氯化镁溶液蒸干后得到的固体为氢氧化镁固体；答案为 B。【例 2】从海水（含氯化镁）中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳 Ca(OH)2]； ②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物； ③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在 HCl 气体氛围中干燥产物； ④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是 （ ）A．此法的优点之一是原料来源丰富B．①②③步骤的目的是从海水中提取 MgCl2C．以上提取镁的过程中涉及分解、化合和复分解反应D．第④步电解不是氧化还原反应【答案】D【解析】①把贝壳煅烧产生 CaO，将水加入 CaO 中制成石灰乳 Ca(OH)2]；由于海边含有丰富的海产品，故贝壳非常丰富，所以此法的优点之一是原料来源丰富，正确；B. ①是为了制取 Ca(OH)2，②是为了是 MgCl2 转化为 Mg(OH)2沉淀；③步骤的目的是从海水中提取纯净的无水 MgCl2，故①②③步骤的目的是从海水中提取 MgCl2，正确；C. 贝壳煅烧产生 CaO和 CO2的反应是分解反应，CaO 与水反应制取石灰乳的反应是化合反应；石灰乳与 MgCl2反应制取 Mg(OH)2沉淀是复分解反应；正确；D. 第④步电解熔融的 MgCl2 制取 Mg 和 Cl2的反应有元素化合价的变化，故是氧化还原反应，错误。【考题精练】1．取一小段镁带，用砂纸除去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入 2mL 水，并滴入 2滴酚酞试液。一会儿后发现镁带表面有气泡放出，且镁带附近溶液变红色。加热试管至水沸腾。发现镁带表面有大量气泡放出，且试管中的液体全部变为浅红色。关于该实验下列说法不正确的是 （ ）A．温度越高，镁与水反应的速率越快B．镁与水反应的化学方程式为：Mg＋2H 2O === Mg(OH)2＋H 2↑C．氢氧化镁显碱性，且在水中有一定的溶解性D．氢氧化镁是离子化合物，它的电子式可表示为：【答案】D【解析】A、温度越高，反应速率越快，A 正确；B、镁是活泼金属，在加热条件下与水反应，反应的方程式为 Mg+2H2O═Mg（OH） 2+H2↑，B 正确； C、滴加酚酞后，镁带附近溶液变红色，说明氢氧化镁显碱性，且在水中有一定的溶解性，故 C 正确；D、氢氧化镁是离子化合物，电子式中应出现，并带有电荷，D 错误。2．海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是 （ ）①试剂 M 是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作 b 只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg（OH） 2⑤电解熔融 MgCl2比电解熔融的 MgO 制金属镁更节约能量A．①②③④⑤ B．②③ C．④⑤ D．①④⑤【答案】D【解析】流程分析生石灰溶于水生成氢氧化钙，加入沉淀池沉淀镁离子生成氢氧化镁，过滤后得到氢氧化镁沉淀，加入试剂 M 为盐酸，氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液，通过浓缩蒸发，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化镁晶体，在氯化氢气体中加热失去结晶水得到固体氯化镁，通电电解生成镁；①分析判断 M 是盐酸用来溶解氢氧化镁沉淀，①正确；②分析流程中，电解氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应，流程中的反应不全部都是非氧化还原反应，②错误；③操作 b 是浓缩蒸发，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程，③错误；④用海水晒盐后的饱和溶液中主要是氯化镁，加石灰乳可以制 Mg（OH） 2 ，④正确；⑤依据氧化镁熔点高，熔融消耗能量高效益低，电解熔融 MgCl2比电解熔融的 MgO 制金属镁更节约能量，⑤正确，答案选 D。3-3 镁及其化合物（测试时间：45 分钟 满分 100 分）姓名： 班级： 得分： 一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1．下列关于镁的叙述中，不正确的是 （ ）A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光B．由于镁能跟空气中的氧气反应，所以必须密封保存C．能跟盐酸反应放出氢气D 镁合金密度小但强度大，大量用于火箭、飞机等部件【解析】A、镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体 MgO，镁还能和二氧化碳反应生成 MgO，故 A 正确；B、镁和氧气反应是生成一层致密的氧化物薄膜而阻止镁进一步给氧化，所以不需要密封保存，故 B 错误；C、在金属活动性顺序表中，镁位于氢之前，所以镁能和酸反应生成氢气，故 C 正确；D、合金密度小、强度大、熔点高，所以镁合金能应用于火箭、飞机等部件，故 D 正确；故选 B。2．已知 MgO、MgCl 2的熔点分别为 2800℃、604℃，将 MgO、MgCl 2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有 MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是 （ ）A．海水 Mg(OH) 2 MgB．海水 MgCl 2 溶液 MgCl 2 熔融 MgC．海水 Mg(OH) 2 MgO MgD．海水 Mg(OH) 2 MgCl 2 溶液 MgCl 2 熔融 Mg【答案】D【解析】A、在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，Mg（OH） 2 热稳定性差，受热分解，工业上，电解熔融 MgCl 2 冶炼金属镁，故 A 错误；B、海水中含有可溶性的 Mg 2+ 、Ca 2+ 、Fe 3+ 、SO 4 2- 、Na + 、Cl - 、加盐酸得不到纯净的氯化镁溶液，所以无法得到纯净的氯化镁固体，故 B 错误；C、在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，灼烧得到氧化镁，但 MgO 的熔点为 2800℃、熔点高，电解时耗能高，所以，工业上，电解熔融 MgCl 2 冶炼金属镁，故 C 错误；D、在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，再将沉淀分离后加入盐酸变成 MgCl 2，之后经过滤、干燥、电解，即可得到金属镁，故 D正确。3．海水中含的 MgCl2是 Mg 的重要来源之一,从海水中提镁，可按如下步骤进行：（1）将贝壳制成石灰乳（2）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物（3）将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物（4）将产物熔融后电解关于提取镁，下列说法中不正确的是 （ ）A、此法的优点之一是原料来源丰富B、进行（1） 、 （2） 、 （3）步的目的是从海水中提取 MgCl2C、第四步会产生氯气D、以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应【答案】D【解析】Ａ、贝壳、海水作为原料来源丰富，A 正确；B、石灰乳与海水反应生成氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，因此进行（1） 、 （2） 、 （3）步的目的是从海水中提取MgCl2，B 正确；C、电解熔融的氯化镁产生镁和氯气，因此第四步会产生氯气，C 正确；D、碳酸钙分解生成氧化钙和 CO2，属于分解反应，氧化钙与水反应生成氢氧化钙是化合反应，氢氧化钙与镁离子反应属于复分解反应，电解熔融的氯化镁是是分解反应，没有置换反应，D 错误，答案选 D。4．足量金属镁与一定量浓硝酸反应，得到硝酸镁溶液和 NO2、N 2O4、NO 的混合气体，这些气体与 2.52LO2(标准状况)混合后通入水中．所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸镁溶液中加入 2.5mol/LNaOH 溶液至 Mg2+恰好完全沉淀，则消耗 NaOH 溶液的体积是 （ ）A．45mL B．180mL C．90mL D．135mL【答案】B【解析】镁与硝酸发生反应，镁失去电子产生硝酸镁，硝酸获得电子变为 NO2、N 2O4、NO 的混合气体，镁失去电子数目与硝酸变为 NO2、N 2O4、NO 的混合气体获得电子数目相等，这些气体与 2.52LO2(标准状况)混合后通入水中．所有气体完全被水吸收生成硝酸，则氮的氧化物失去电子，氧气获得电子都变为硝酸，故氧气获得电子总数与镁失去电子数目相等。2n(Mg)=4n(O2)，n(O 2)= 2.52L÷22.4L/mol= 0.1125mol，则 n(Mg)= 4n(O2)÷2=4×0.1125mol÷2=0.225mol，若向所得硝酸镁溶液中加入 2.5mol/LNaOH 溶液至 Mg2+恰好完全沉淀 Mg(OH)2，则根据元素守恒可得 n(NaOH)=2 n(Mg)=2×0.225mol=0.45mol，由于溶液的浓度是 2.5mol/L，则消耗 NaOH 溶液的体积是 V(NaOH)= =0.45mol÷2.5mol/L=0.18L=180mL。 5．在 CO2中，Mg 燃烧生成 MgO 和 C。下列说法正确的是 （ ）A.元素 C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO 中镁元素微粒的半径：r(Mg 2＋ )r(Mg)C.在该反应条件下，Mg 的还原性强于 C 的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能【答案】C【解析】A、元素 C 除存在金刚石和石墨外，还存在足球烯（C 60）等同素异形体，故 A 错误；B、Mg 有 3 个电子层，Mg 2+为 Mg 失去最外层的 2 个电子形成的阳离子，只有 2 个电子层，故半径 r（Mg 2+）＜r（Mg） ，故 B 错误；C、该反应为：2Mg+CO 2 2MgO+C，此反应中 Mg为还原剂，C 为还原产物，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，即还原性 Mg＞C，故C 正确；D、该反应放出光，即部分化学能转化为光能，且生成物仍具有能量，故 D 错误，故选 C．6．含 MgCl2、AlCl 3均为 n mol 的混合溶液，向其中滴 NaOH 溶液至过量。加入 NaOH 的物质的量与生成沉淀的物质的量的关系正确的是（离子或物质）沉淀 pH 见下表） （ ）离子 Mg2+ Al 3+ 物质 Al(OH)3开始沉淀 pH 8.93 3.56 开始溶解 pH 8.04完全沉淀 pH 10.92 4.89 完全溶解 pH 12.04【答案】C【解析】当铝离子完全沉淀时，溶液的 pH=8.04，而镁离子开始沉淀的 Ph=8.93，则铝离子完全沉淀时镁离子还没有开始沉淀，即当镁离子开始沉淀时，已经偶部分氢氧化铝开始溶解，镁离子完全沉淀的 pH=10.92，氢氧化铝完全溶解的 Ph=12.04，则当镁离子完全沉淀时，氢氧化铝沉淀还没有完全溶解。所以选 C。 7．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和手机屏幕。下列有关镁和铝的说法正确的是 （ ）A．镁的金属性比铝弱 B．镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应C．镁和铝原子的最外层电子数都为 3 D．镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应【答案】B【解析】A．镁的金属性比铝强，A 错误；B．镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应，B 正确；C．镁和铝原子的最外层电子数分别是 2 和 3，C 错误；D．铝的氧化物是两性氧化物，可以与氢氧化钠溶液反应，氧化镁是碱性氧化物，与氢氧化钠溶液不反应，D 错误。答案选B。8．右图是实验室制取无水氯化镁的装置图，下列有关表述正确的是 （ ）A．装置 A 中圆底烧瓶中可以换成固体 MnO2 B．如果直接加热 MgCl2•6H2O 不能得到无水氯化镁，将得到 Mg(OH)Cl 或 MgOC．尾气吸收可以用浓硫酸作为吸收剂进行吸收D．金属镁在空气中燃烧，剧烈反应生成氧化镁，如果金属镁燃烧发生火灾，要立即用二氧化碳灭火器进行灭火【答案】B【解析】A.浓硫酸有吸水性，浓盐酸有挥发性，将浓盐酸加入到浓硫酸中会产生 HCl 气体，在酸性环境中可以抑制 Mg2+水解而制取无水氯化镁，若将浓硫酸换为 MnO2，则不能产生HCl，因此不能得到无水氯化镁，错误；B．如果直接加热 MgCl2•6H2O，则 MgCl2溶解在结晶水中形成氯化镁溶液，不能得到无水氯化镁，将得到 Mg(OH)Cl 或 MgO，正确；C．尾气中含有 HCl，不能被浓硫酸稀释，应该用水作吸水剂，由于 HCl 极容易溶于水，因此在用水作吸水剂时要注意防止倒吸现象的发生，错误；D．金属镁在空气中燃烧，剧烈反应生成氧化镁，如果金属镁燃烧发生火灾，由于 Mg 可以与 CO2发生反应，因此不能用二氧化碳灭火器进行灭火，错误。9．为了除去氯化镁酸性溶液中的 Fe3+，可在加热搅拌的条件下加入一种过量的试剂，过滤后再加入适量的盐酸。这种试剂是 （ ）A．碳酸镁 B．氢氧化钠 C．氨水 D．碳酸钠【答案】A【解析】由于不能引入新的杂质，所以应该选择碳酸镁，答案选 A。10．物质的量为 0．10 mol 的镁条在只含有 CO2和 O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁)，反应后容器内固体物质的质量不可能为 （ ）A．3．2 g B．4．0 g C．4．2 g D．4．6 g【答案】D【解析】发生的反应有： ① ②若 0．10 mol 镁条全部参与反应①，反应后固体的质量 m＝0．10 mol×40 g·mol－1 ＝4．0 g。若 0．10 mol 镁条全部参与反应②，反应后固体的质量 m＝0．10 mol×40 g·mol－1 ＋0．05 mol×12 g·mol－1 ＝4．6 g。若 CO2和 O2的量不足，Mg 条不能完全燃烧，则反应后固体的质量可能小于 4．0 g，但不会等于或大于 4．6 g，故 D 项错误。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 50 分)11． （13 分）熔炼法是工业上回收镁合金废料的常用方法，其流程为：（1）废料预处理①粉碎：有干态机械粉碎法和湿喷机械粉碎法，其中容易造成危险的方法是 ，理由是 __。②除油污和油漆：把油污和油漆一次性除去最适宜的方法是 。a ．用热碱洗涤，过滤 b．用有机溶剂溶解，过滤 c．加热气化除去（2）镁合金在加热到 935K 时熔化，并不断向其中通入氩气做保护气。若用二氧化碳做保护气，可能造成的后果是 （用化学方程式表示） 。（3）熔融镁中的杂质铁可加入固体硼砂(B 2O3)除去，生成 FeB2沉渣，其化学反应方程式为 。（4）镁合金除了含有铁之外，还含有少量铝。加入 C2Cl6可以除去液态镁中的氢气，还能把铝转化为 Al4 C3沉渣：C 2Cl6=2C+3Cl2 3C+4Al=Al4C3 ①除气除渣炉排出的污染性气体有 。②如果 1t 镁合金中，铝占 3.6‰，则除去铝最少需要加入 C2Cl6 g。【答案】 （1）①干态机械粉碎法（2 分） ；干态机械粉碎产生金属粉尘，容易引起爆炸（2 分） ；②C（2 分） ；（2）2Mg+CO 2 2MgO+C（2 分） ；（3）B 2O3+Mg+Fe=FeB2+3MgO（2 分） ；（4）①氯气（1 分） ；②11850（2 分）【解析】 （1）①镁是活泼金属，粉碎把块状转变成粉末状，增加了跟氧气的接触面积，容易发生燃烧，甚至爆炸；故答案为：干态机械粉碎法；干态机械粉碎产生金属粉尘，容易引起爆炸；②A、热碱只能去除油污，除不去油漆，故 A 错误；B、油污和油漆虽然溶于有机溶剂，但是对有机溶剂的处理带来麻烦，成本较高，故 B 错误；C、加热气化处理，让油污和油漆燃烧生成气体而除去，故 C 正确；故选：C；（2）镁和二氧化碳反应生成碳和氧化镁，化学方程式：2Mg+CO 2 2MgO+C；故答案为：2Mg+CO2 2MgO+C；（3）根据题意这是除去铁的步骤，参加反应的物质是 Mg、Fe、B 2O3生成的物质有 FeB2，根据镁的活动性，镁和氧结合成 MgO，反应方程式：B 2O3+Mg+Fe=FeB2+3MgO；故答案为：B2O3+Mg+Fe=FeB2+3MgO；（4）①依据反应过程可知，能够产生污染性气体氯气；故答案为：氯气；②依据方程式 C2Cl6=2C+3Cl2； 3C+4Al=Al 4C3可知，3C 2Cl6～8Al，则3C2Cl6 ～ 8Al，3×237 8×28M 1×106×3.6‰解得 m=11850g；故答案为：1185012． （14 分）铝镁合金现已成为轮船制造、化工生产等行业的重要原料。现有一块铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学分别称取 3.9 克样品，并设计了不同的实验方案：甲：铝镁合金 测得生成气体的体积Ｖml(已折算成标准状况)；乙：铝镁合金 测得剩余固体的质量 a 克；丙：铝镁合金 溶液 测得沉淀的质量 2.9 克。（1）该方案能否测定出镁的质量分数？ （填“能”或“不能” ） 。（2）实验设计乙所加入的试剂是 ，反应的化学方程式为 测得的镁的质量分数为 （写出用ａ表示的计算式） 。（3）实验设计丙中加过量的 NaOH 溶液充分反应后，__________（填一种分离方法） ，洗涤烘干沉淀，测得镁的质量分数为（保留小数点后一位小数）__________，如果未洗涤沉淀，测得镁的质量分数将______（填“偏大” 、 “偏小”或“无影响” ） 。【答案】 （1）能（1 分） （2）NaOH 溶液（2 分） 2Al+2NaOH+6H2O ＝ 2NaAl(OH)4]+3H2↑ （2 分） (a/3.9)×100（3 分） （3）过滤 （1 分） 30.8% （3 分） 偏大（2 分）【解析】 （1）铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气，反应离子方程式为 2Al+6H+═2Al 3++3H2↑，镁与盐酸反应生成氯化镁与氢气，反应离子方程式为 Mg+2H+═Mg 2++H2↑；令合金中 Mg、Al的物质的量分别为 xmol、ymol，用 x、y 表示出各自生成的氢气，利用二者质量之和为3.9g，列方程可以计算出 x、y 的值，可以测量测定出镁的质量分数；（2）铝与氢氧化钠反应溶解，镁不能与氢氧化钠反应，故可以加入氢氧化钠溶液，则铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+6H2O ＝2NaAl(OH) 4]+3H2↑；剩余的固体为 Mg，故得合金中Mg 的质量分数为 ×100%= (a/3.9)×100%；（3）由转化关系可知，最后的沉淀是氢氧化镁，分离固体与溶液常用的分离方法是过滤；氢氧化镁的质量是 2.9g，根据镁元素守恒可知合金中 Mg 的质量为 2.9g× =1.2g，所以合金中 Mg 的质量分数为×100%=30.8%；未洗涤沉淀，氢氧化镁沉淀附着其它物质，使测定的氢氧化镁的质量增大，导致测定合金中 Mg 的质量增大，测定的合金中镁的质量分数偏大。13． （13 分）Mg 能在 NO2中燃烧，产物为 Mg3N2、MgO 和 N2。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH 3↑,限用如下装置实验（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）：（1）装置连接的顺序为 （填字母序号） ；（2）连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是: ；（3）装置 A 中盛装的干燥剂是 ；装置 F 的作用 ；（4）验证产物中存在 Mg3N2的具体实验操作为 ；确定产物中有 N2生成的实验现象为 ；（5）已知装置 E 中初始加入 Mg 粉质量为 13.2 g，在足量的 NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为 21.0 g，产生 N2的体积为 1120 mL（标准状况） 。写出玻璃管中发生反应的化学方程式： 。【答案】 （1）BAEFC(D) （2 分）（2）关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若导气管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表明气密性良好（2 分）（3）无水 CaCl2或 P2O5等（1 分）除去 NO2（2 分）（4）取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色（2 分）装置 C 中收集到大量气体（2 分）（5）11Mg+4NO 2 Mg3N2+ 8MgO+N2（2 分）【解析】 （1）镁能在二氧化氮中燃烧，生成氮化镁和氧化镁和氮气，装置 B 中通与浓硝酸反应生成的气体为二氧化氮，用装置 A 干燥剂干燥，通入硬质玻璃管 E 与镁粉发生反应，用 F装置除去多余的二氧化氮，装置 C 和 D 排水法手机氮气，所以连接装置的顺序为 BAEFC(D)。（2）连接好仪器，装药品钱检验装置的气密性，方法为：关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若导气管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表明气密性良好；（3）二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥，U 形管装的是固体干燥剂，所以干燥剂可以使无水氯化钙或五氧化二磷等，装置 F 是除去过量的二氧化氮气体。 （4）取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，确定产物中有氮气生成的实验现象为装置 C 中收集到大量气体，证明为生成的氮气。 （5）已知装置 E 中初始加入镁粉质量为 13.2 克，物质的量为13.2/24=0.55 摩尔，在足量的二氧化氮中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却到室温，称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为 21.0 克为氮化镁和氧化镁，产生氮气的体积为 1120mL，物质的量为 1.12/22.4=0.05 摩尔，设生成的氮化镁的物质的量为 xmol，氧化镁的物质的量为 ymol，可得到 3x+y=0.55；100x+40y=21.0；x=0.05；y=0.4，氮气的物质的量为 0.05 摩尔，则 n(镁)：n(氮化镁)：n(氧化镁)：n(氮气)=0.55:0.05:0.4:0.05=11:1:8:1，结合氮原子守恒二氧化氮的系数为 4，则方程式为 11Mg+4NO2 Mg3N2+ 8MgO+N2。14． （10 分）一次实验中一同学将砂纸打磨光亮的镁条放入饱和 NaHCO3溶液中，惊奇的发现产生大量气泡和白色固体，再向反应后溶液中滴加了酚酞发现颜色比饱和 NaHCO3溶液中滴加酚酞红色要深。一、溶液红色加深，则说明反应后溶液的碱性________（填“增强” 、 “不变”或“减弱” ） 。二、为确定气体和固体的成分，该同学进行了如下的探究。（1）请猜测该气体为___________。 （写化学式）（2）对白色固体做出如下猜测并进行实验：查阅资料 1：Mg(HCO 3)2能溶于水，MgCO 3微溶于水(在水中的溶解度为 0.011g)2：MgCO 3、Mg(OH) 2加热易分解，分别生成两种氧化物。【猜测】：①白色固体可能是 MgCO3；②白色固体可能是________；③白色固体可能是 MgCO3和 Mg(OH)2。【实验】：①取洗净后的白色固体，加入足量的______溶液，观察到_______，则白色固体一定含有 MgCO3。②为进一步确定白色固体的组成，该同学进行了定量实验：称取干燥的白色固体 22.6g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部先通过浓硫酸，浓硫酸增重 1.8g，则白色固体中含有_________，再通过碱石灰．碱石灰增重8.8g，则固体中各成分的质量比为（最简整数比）___________。【答案】增强（1 分） （1）H 2（2 分） （2）Mg(OH) 2（2 分）①稀盐酸（1 分） 有气泡产生（1 分）②Mg(OH) 2（1 分）29：84（2 分）【解析】碱可以使酚酞试液变为红色，将砂纸打磨光亮的镁条放入饱和 NaHCO3溶液中，向反应后溶液中滴加了酚酞发现颜色比饱和 NaHCO3溶液中滴加酚酞红色要深，说明溶液的碱性增强，同时产生大量的气泡；（1） 产生大量气泡，溶液的碱性增强，说明反应产生的气体是氢气，反应消耗水电离产生的氢离子，使水的电离平衡正向移动，最终使溶液中c(H+)c(OH-)；（2）根据已有的猜想可知②白色固体可能是 Mg(OH)2；①由于碳酸的酸性比盐酸的酸性弱，利用复分解反应的规律：强酸制取弱酸，取洗净后的白色固体，加入足量的稀盐酸，观察到产生气泡，说明白色固体一定含有 MgCO3；②秤取一定量白色固体，充分加热至不再产生气体，将产生的气体先通入碱石灰，再通入浓硫酸，浓硫酸增重1.8g，则白色固体中含有 Mg(OH)2 ；再通过碱石灰．碱石灰增重 8.8g，则说明含有MgCO3，根据 n(H2O)=1.8g÷18g/mol=0.1mol.结合方程式：Mg(OH) 2 MgO+ H2O 可知固体中 nMg(OH)2]=0.1mol，根据 n(CO2)=8.8g÷44g/mol=0.2mol，结合方程式：MgCO 3= MgO+ CO2可知：n(MgCO 3)=0.2mol，所以固体中含有 Mg(OH)2、MgCO 3，二者的物质的量的比是：nMg(OH)2]：n(MgCO 3)=1:2，它们的质量比 mMg(OH)2]：m(MgCO 3)=(1×58):(2×84)= 29：84。3-3 镁及其化合物1．镁粉在焰火、闪光粉中是不可缺少的原料，工业上制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却．下列气体中，可用来冷却镁蒸气的是 （ ）A．空气 B．二氧化碳 C．氮气 D．氩气【答案】D【解析】能用于冷却镁蒸气的气体不能和镁发生反应即可，据此分析解答．解：A．空气中氮气、氧气和镁反应分别生成氮化镁、氧化镁，所以空气不能冷却镁蒸气，故 A 错误；B．镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，所以二氧化碳气体不能冷却镁蒸气，故 B 错误；C．镁和氮气发生氧化还原反应生成氮化镁，所以氮气不能冷却镁蒸气，故 C 错误；D．氩气是稀有气体，和镁蒸气不反应，所以氩气可以冷却镁蒸气，故 D 正确；故选 D． 2．若 4.8 g 某金属与足量盐酸充分反应，放出 4.48 L(标准状况)H 2，则该金属是 （ ）A．Al B．Mg C．Fe D．Zn【答案】B【解析】设金属在化合物中的化合价为 x，金属的摩尔质量为 M，酸足量时生成的标准状况下的氢气体积为 2.24L，则其物质的量为 4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，由电子守恒可知，4.8g/M×(x-0)=0.2mol×2×(1-0)，即 12x=M；A．铝的摩尔质量为 27g/mol，在化合物中的化合价为+3 价，不符合 12x=M，故A 错误；B．镁的摩尔质量为 24g/mol，在化合物中的化合价为+2 价，符合 12x=M，故 B 正确；C．铁的摩尔质量为 56g/mol，与盐酸反应后生成的化合物中的化合价为+2 价，不符合 12x=M，故 C 错误；D．锌的摩尔质量为 65g/mol，在化合物中的化合价为+2 价，不符合 12x=M，故 D 错误；故选 B。3．由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行且符合“绿色化学”要求的方案是 （ ）A．Mg Mg(NO3)2B．Mg MgCl 2 Mg(OH)2 Mg(NO3) 2 C．Mg MgO Mg(NO3)2 D．Mg MgSO4 Mg(NO3)2 【答案】C【解析】A．硝酸具有强的氧化性，会与 Mg 反应产生 Mg(NO3)2，但同时不产生 NO、NO 2等物质，导致环境污染，错误；B．反应步骤繁琐，不经济，错误；C．反应过程不产生大气污染物，步骤相对简单，操作易行，正确；D．Mg 与浓硫酸繁琐反应产生 MgSO4时会产生 SO2导致环境污染，错误。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 NaHCO3溶液中，有气泡产生弱碱性溶液中 OH-氧化了Mg【答案】D【解析】A．氨气为碱性气体，遇到湿润的红色石蕊变蓝，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，可以证明气体中含有氨气，故 A 正确；B．收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色，可以证明氢气的存在，故 B 正确；C．pH 为 8.6 时，仍然有气体生成，说明碱性条件下，Mg 可以被氧化，故 C 正确；D、若是氢氧根氧化了 Mg，则氢氧根得电子被还原，不可能生成气体，所以 D 的结论不合理，故 D 错误；故选 D。5．某工厂用提取粗盐后的盐卤（主要成分为 MgCl2）制备金属镁，其工艺流程如下。下列说法错误的是 （ ）A．操作①发生的反应为非氧化还原反应B．若在实验室进行操作①只需要漏斗和烧杯两种玻璃仪器C．操作②是蒸发浓缩、冷却结晶D．在整个制备过程中，未发生置换反应【答案】B【解析】A．操作①发生的反应为镁离子结合氢氧根生成氢氧化镁沉淀，属于复分解反应，是非氧化还原反应，A 正确；B．操作①是过滤，需要漏斗、玻璃棒和烧杯三种玻璃仪器，B错误；C．氯化镁能溶于水，因此要得到氯化镁晶体，则操作②是蒸发浓缩、冷却结晶，C 正确；D．一种单质与一种化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物的反应是置换反应，则在整个制备过程中，未发生置换反应，D 正确，答案选 B。6．将一定量的 Mg 和 MgO 的混合物投入 100mL2mol/L 的稀盐酸中，完全溶解后，再向反应后的溶液中加入 4mol/L 的 NaOH 溶液，要使 Mg 元素全部沉淀出来，所加入的 NaOH 溶液的体积最小是 （ ）A．100mL B．50mL C．25mL D．无法判断【答案】B【解析】氢氧化钠溶液，首先中和剩余的盐酸，然后才能沉淀镁离子，当加入的氢氧化钠使镁离子恰好沉淀，所需的氢氧化钠溶液体积最小，此时最后溶液为氯化钠溶液。根据氯离子守恒可知 n（NaCl）=n（HCl）=0.1L×2mol·L －1 =0.2mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaCl）=0.2mol，所以需 4mol·L－1 的 NaOH 溶液的最小体积为0.2mol/4mol·L－1 =0.05L=50ml．选 B。7．相同条件下，相同浓度的盐酸分别与镁、铝、铁 3 种金属恰好完全反应，产生相同体积的氢气（相同状况下） ，则下列说法正确的是 （ ）A．开始时，产生氢气的速率相同B．参加反应的金属的物质的量比为 1∶1∶1C．所得溶液的质量相等D．参加反应的金属的质量比为 12∶9∶28【答案】D【解析】A．物质本身的性质决定反应速率，金属越活泼，其开始反应速率越大，所以 Mg 的反应速率最大，A 错误；B．相同状况下的同体积的气体，气体的物质的量相等，假设都生成3mol 气体，根据转移电子相等可知需要镁、铝、铁的物质的量分别是3mol、2mol、3mol，B 错误；C、盐酸的体积和金属的质量未知，无法进行判断溶液质量是否相等，C 错误；D、根据 B 中分析可知需要 m（Mg）＝ 3mol×24g/mol＝72g、m（Al）＝2mol×27g/mol＝54g、m（Fe）＝3mol×56g/mol168gg ，所以参加反应的金属的质量之比＝12：9：28，D 正确，答案选 D。8．盐卤中除含有 Mg2+、Cl -外，还含有少量 Na+、Fe 2+、Fe 3+、SO 42-和 CO(NH2)2等。从海水提取食盐和 Br2后的盐卤中可以提取 MgCl2、MgO、Mg（OH） 2等物质，制备流程如图所示：（1）从 MgCl2溶液得到 MgCl2.6H2O 晶体的过程中所需的基本操作顺序依次为_________________ ；A．加热蒸馏 B．加热浓缩 C．冷却结晶 D．趁热过滤 E．过滤洗涤（2）制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是____________（用适当的文字结合化学用语说明） 。（3）用 NaClO 除去尿素 CO(NH2)2时，生成物除盐外，都是能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式为_________________ ；加入 NaClO 的另一个作用是_________________。（4）Mg(OH) 2是制镁盐、耐火材料和阻燃剂的重要原料．已知 25℃时 KspMg（OH） 2]=5.6×10-12，且 Mg（OH） 2（s）═MgO（s）+H 2O（s）△H=+81.5kJ/mol．①下列叙述正确的是_________A．从盐卤或海水中获得 Mg（OH） 2，工业上选择 NaOH 作沉淀剂B．Mg（OH） 2能作阻燃剂的原因是它分解吸热且生成 MgO 覆盖可燃物C．可加热 Mg（OH） 2得到 MgO，再电解熔融的 MgO 制金属镁②酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范围如下：pH ＜8.0 8.0～9.6 ＞9.6颜色 黄色 绿色 蓝色25℃时，在 Mg(OH)2的饱和溶液中滴加 2 滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为______。【答案】 （1）BCE（2）防止 Mg2+水解，Mg 2++2H2O Mg(OH)2+2H+（3）3NaClO+CO(NH 2)2═3NaCl+CO 2↑+N 2↑+2H 2O 或 NaOH+3NaClO+CO(NH2)2═3NaCl+NaHCO3+N2↑+2H 2O 氧化 Fe2+使它变成 Fe(OH)3沉淀而除去 (4) ①B ② 蓝色【解析】向盐卤溶液中加入 NaClO，NaClO 具有强氧化性，能将 Fe2+氧化为 Fe3+，向盐卤中加入少量 NaOH，NaOH 和 Fe3+反应生成 Fe（OH） 3，CO（NH 2） 2和 NaClO 发生氧化还原反应，生成物除盐外，都是能参与大气循环的物质，所以生成物是 NaCl、CO 2、N 2、H 2O，过量二氧化碳能和 NaOH 反应生成碳酸氢钠，将溶液过滤得到的滤渣是 Fe（OH） 3，滤液 I 中含有 Mg2+、Cl -、Na +，将滤液 I 蒸发、结晶、过滤得到 MgCl2•6H2O，则滤液中含有的杂质离子是 Na+，直接将 MgCl2•6H2O 加强热能得到 MgO，发生反应MgCl2•6H2O △ MgO+2HCl↑+5H 2O↑，氯化镁易水解，所以不能用加热 MgCl2•6H2O 方法制取氯化镁，要在 HCl 氛围中制取氯化镁；（1）从 MgCl2溶液得到 MgCl2.6H2O 晶体的过程，加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所以选择 BCE；（2）直接将 MgCl2•6H2O 加强热能得到 MgO，同时还生成 HCl 和水蒸气，反应方程式为MgCl2•6H2O △ MgO+2HCl↑+5H 2O↑，氯化镁易水解，为防止氯化镁水解，在制取氯化镁时，要将 MgCl2•6H2O 放在氯化氢气体中，防止 Mg2+水解，Mg 2++2H2O Mg(OH)2+2H+；（3）通过以上分析知，该反应为 3NaClO+CO(NH2)2═3NaCl+CO 2↑+N 2↑+2H 2O 或NaOH+3NaClO+CO(NH2)2═3NaCl+ NaHCO3+ N2↑+2H 2O，次氯酸钠具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，再转化为氢氧化铁沉淀而除去；（4）①A．从盐卤或海水中获得Mg(OH)2，工业上选择生石灰作沉淀剂，故 A 错误；B．Mg(OH) 2分解吸热，且 MgO 不能燃烧，所以 Mg(OH)2能作阻燃剂是它分解吸热且生成 MgO 覆盖可燃物，故 B 正确；C．MgO熔点太高，工业上电解氯化镁制取镁，故 C 错误；故答案为 B；②25℃时，Mg(OH) 2的溶度积 Ksp=5.6×10-12，根据反应 Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-可得：c(Mg 2+)•c2(OH-)=5.6×10-12，设 c(OH-)=2c(Mg2+)=x，则：0.5x×x 2=5.6×10-12，解得：x=2.24×10 -4mol/L，c(H +)=10−14÷2.24×10-4mol/L=4.5×10-11mol/L，溶液的 pH=10.4＞9.6，所以溶液呈蓝色。