高中化學(xué)蘇教版從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 全國(guó)獲獎(jiǎng)

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1．下列關(guān)于鎂的敘述中，不正確的是()A．在空氣中燃燒時(shí)發(fā)出耀眼的白光B．由于鎂能夠在空氣中和氧氣反應(yīng)，所以必須密封保存C．能跟鹽酸反應(yīng)放出氫氣D．能跟沸水反應(yīng)放出氫氣解析：鎂易和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，氧化鎂附著在鎂的表面，阻礙鎂和氧氣反應(yīng)，所以保存鎂條時(shí)不用密封。答案：B2．下列關(guān)于鎂的用途的敘述中，不正確的是()A．鎂可制成合金，用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等B．鎂可用來(lái)制信號(hào)彈和焰火C．鎂可用于制造耐高溫材料氧化鎂D．鎂是金屬，是電的良導(dǎo)體，所以鎂常被用來(lái)制造導(dǎo)線答案：D3．鎂粉是焰火、閃光粉中不可缺少的原料，工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在氣體中冷卻，下列可作為冷卻氣的是()①空氣②CO2③Ar④H2⑤N2A．①② B．②③C．③④ D．④⑤解析：鎂是還原性很強(qiáng)的金屬，在加熱時(shí)能與許多氣體物質(zhì)反應(yīng)，如空氣、二氧化碳、氮?dú)獾?，但不與氫氣和稀有氣體反應(yīng)。答案：C4．下列各組金屬最適合用H2或CO把它從化合物中還原出來(lái)的是()A．Ca、Mg B．Al、FeC．Fe、Cu D．Hg、Ag解析：冶煉金屬需要依據(jù)其活潑性不同而選擇還原的方法。Mg、Al使用電解法冶煉；而Hg、Ag直接加熱冶煉即可；Cu、Fe可用熱還原法。答案：C5．由海水制備無(wú)水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過(guò)濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①解析：由海水中提取鎂可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋變成Mg(OH)2沉淀，過(guò)濾得到Mg(OH)2，然后再加鹽酸溶解、濃縮結(jié)晶，在一定條件下脫水干燥，最終得到無(wú)水氯化鎂。答案：D6．下列有關(guān)鎂及其化合物的離子方程式書寫正確的是()A．MgCO3與鹽酸反應(yīng)：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OB．Mg(OH)2與H2SO4反應(yīng)：Mg2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=MgSO4↓＋2H2OC．鎂與醋酸反應(yīng)：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑D．工業(yè)上以海水為原料制備Mg(OH)2：Ca(OH)2＋Mg2＋=Mg(OH)2↓＋Ca2＋解析：MgCO3、Mg(OH)2是難溶物不能拆，A、B錯(cuò)；CH3COOH是難電離物質(zhì)，不能拆，C錯(cuò)。答案：D7．近年來(lái)，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等。這里的“綠色”是對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表述?！熬G色化學(xué)”要求以經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行并且符合“綠色化學(xué)”要求的方案是()A．MgHNO3,Mg(NO3)2B．MgCl2,MgCl2NaOH,Mg(OH)2稀HNO3,Mg(NO3)2C．MgO2,MgO稀HNO3,Mg(NO3)2D．Mg濃H2SO4,MgSO4Ba(NO3)2溶液,Mg(NO3)2解析：A選項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體NOx；D選項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體SO2；B選項(xiàng)步驟多，不經(jīng)濟(jì)；只有C選項(xiàng)符合“綠色化學(xué)”要求。答案：C8．一定量的鹽酸分別與下列物質(zhì)完全反應(yīng)，所得溶液濃度最小的是()A．Mg B．MgOC．Mg(OH)2 D．MgCO3解析：一定量鹽酸與選項(xiàng)中的物質(zhì)生成MgCl2的量是相等的，但生成的水越多，溶液的總質(zhì)量越大，反應(yīng)所得的溶液的濃度會(huì)越小，Mg(OH)2與酸反應(yīng)生成水最多。故選C。答案：C9．Na、Mg、Al各mol分別投入100mLmol·L－1的鹽酸中，充分反應(yīng)后生成H2()A．Na最多 B．Mg最多C．Al最多 D．一樣多解析：計(jì)算金屬與酸反應(yīng)時(shí)要注意量的關(guān)系。Mg、Al反應(yīng)時(shí)要討論誰(shuí)過(guò)量的問(wèn)題。而Na除與HCl反應(yīng)，仍可以和水反應(yīng)，計(jì)算表明三者放出H2一樣多。答案：D10．已知部分被氧化的鎂條g和足量的鹽酸反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成了H2L，在與鹽酸反應(yīng)前被氧化的鎂是()A．g B．gC．g D．g解析：依據(jù)H2可計(jì)算出未被氧化的Mg為g，故含有MgO為g。則反應(yīng)前已經(jīng)被氧化的Mg為g。答案：D二、非選擇題11．已知Mg在CO2中可以燃燒?，F(xiàn)將agMg置于盛有bL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO2和O2混合氣體的密閉容器中燃燒。(1)在密閉容器中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若在反應(yīng)容器中CO2有剩余，則容器內(nèi)的固體物質(zhì)一定含有__________。解析：(1)Mg既可以在O2中燃燒，也可以在CO2中燃燒。(2)若在反應(yīng)容器中CO2有剩余，則CO2可能參加了反應(yīng)，也可能沒(méi)有參加反應(yīng)，所以容器內(nèi)一定含有的固體物質(zhì)是Mg和O2反應(yīng)生成的MgO。答案：(1)2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO、2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C(2)MgO12．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：(1)若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，在溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。溶解時(shí)：________________________________________________________________________。過(guò)濾時(shí)：________________________________________________________________________。蒸發(fā)時(shí)：________________________________________________________________________。解析：(1)由元素守恒可知，MgCl2·6H2O受熱分解除產(chǎn)生MgO或Mg(OH)Cl外，還有HCl和H2O生成。(2)由于Mg(OH)2難溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需加入使Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)，經(jīng)攪拌、過(guò)濾、洗滌便可達(dá)到目的。一般選用MgCl2或Mg(NO3)2溶液。答案：(1)MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑；MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgO＋2HCl↑＋5H2O↑(2)加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，沉淀用水洗滌(3)攪拌，加速溶解使待過(guò)濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止灑出瓶外攪拌，防止因局部過(guò)熱引起液滴或晶體飛濺13．某研究性學(xué)習(xí)小組為了探索鎂粉與溴水反應(yīng)的機(jī)理，做了如下四組實(shí)驗(yàn)：①將鎂粉投入到冷水中，未見任何現(xiàn)象。②將鎂粉放入溴水中，只觀察到產(chǎn)生少量氣泡，但溴水的顏色逐漸褪去。③將鎂粉放入液溴中，未見任何變化。④向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到紅棕色很快褪去。問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)②中觀察到有少量氣泡產(chǎn)生，該氣體可能是______，原因是________________________________________________________________________。(2)水的作用是______________。(3)寫出鎂與溴反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。解析：①說(shuō)明鎂不與冷水反應(yīng)；②說(shuō)明鎂放入溴水中，少量鎂與溴水中H＋反應(yīng)生成H2，大量鎂與溴反應(yīng)；③④說(shuō)明水可加快鎂與溴的反應(yīng)。答案：(1)氫氣鎂與溴水中的氫溴酸反應(yīng)生成了氫氣，Mg＋2HBr=MgBr2＋H2↑(2)催化劑(3)Mg＋Br2eq\o(=,\s\up7(催化劑))MgBr214．海水中有非常豐富的化學(xué)資源，從海水中可提取多種化工原料，下圖是某工廠對(duì)海水資源綜合利用的示意圖。試回答下列問(wèn)題：(1)粗鹽中含有：Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)，精制后可得飽和NaCl溶液，精制時(shí)通常在溶液中依次加入過(guò)量的BaCl2溶液、過(guò)量的NaOH溶液和過(guò)量的Na2CO3溶液，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入鹽酸至溶液呈中性。請(qǐng)寫出加入鹽酸后可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(2)海水提取食鹽后的母液中有K＋、Na＋、Mg2＋等陽(yáng)離子。從離子反應(yīng)的角度思考，在溶液里加入石灰乳起什么作用？________________________________________________________________________。(3)海水中的鎂元素處于游離態(tài)還是化合態(tài)？從海水中提取氯化鎂的反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)？用電解法冶煉金屬鎂的反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本題展示了從海水中提取鎂和食鹽的流程圖。以此為信息考查離子反應(yīng)和氧化還原反