沖刺985之專題微突破金屬及其化合物專題05鎂及其化合物(提升版)(原卷版+解析)

專題05鎂及其化合物【解題必備】1．鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖2．海水提鎂eq\x(沉淀Mg2＋)→Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓↓eq\x(制MgCl2)→Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O↓eq\x(電解得Mg)→MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑提醒：①由MgCl2·6H2O到無(wú)水MgCl2，必須在HCl氣流中加熱，以防MgCl2水解。②因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng)，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應(yīng)在H2氛圍中冷卻。【專題必練】1．將打磨后的鎂條放入盛有50ml蒸餾水的燒杯中，用pH傳感器和濁度傳感器監(jiān)測(cè)溶液中pH和溶液濁度隨時(shí)間的變化如圖。下列有關(guān)描述正確的A．該實(shí)驗(yàn)是在常溫下進(jìn)行的B．實(shí)線表示溶液濁度隨時(shí)間的變化C．50s時(shí)向溶液中滴入酚酞試液，溶液變紅D．150s后溶液濁度下降是因?yàn)樯傻腗g(OH)2沉降2．氮化鎂（Mg3N2）是一種新型無(wú)機(jī)材料。純凈的氮化鎂是淡黃色固體，熱穩(wěn)定性較好。氮化鎂極易與水反應(yīng)，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物是一種堿和一種氣體。已知：氮?dú)飧V在高溫下反應(yīng)可得到氮化鎂；氨氣與鎂可以發(fā)生如下反應(yīng)NH3+MgMg（NH2）2+H2↑（未配平）某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下兩個(gè)制各氮化鎂的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)方案裝置圖（夾持及加熱儀器沒(méi)有畫(huà)出），且在實(shí)驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣均以排出。用濃氨水逐滴加到新制的生石灰中制氨氣，其實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)下圖，并回答有關(guān)問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)前需要排凈裝置內(nèi)空氣的原因是________________________________________。（2）請(qǐng)寫(xiě)出NH3和CuO發(fā)生反應(yīng)的方程式______________________________________________。（3）裝置C的作用是__________________________________________________。（4）裝置D中盛放的試劑為稀硫酸，其作用________________________________________。（5）該實(shí)驗(yàn)完成后，能否得到純凈的氮化鎂__________（填“能”或“不能”）；原因是（用化學(xué)方程式說(shuō)明）_______________________________________；進(jìn)方案是________________。3．實(shí)驗(yàn)室探究金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）推測(cè)金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N2和Mg3N2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________。（2）設(shè)計(jì)下列裝置完成反應(yīng)且驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2(夾持裝置已略去，部分裝置可重復(fù)使用)。①選擇上圖中的裝置，按氣流方向?qū)⑵溥B接，用接口字母表示的順序?yàn)開(kāi)_____________。安裝儀器后，首先檢查裝置的氣密性，然后進(jìn)行的操作是__________________。②裝置A中儀器名稱為_(kāi)______________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________。③驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2生成的現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________________。（3）檢驗(yàn)Mg與NOx反應(yīng)產(chǎn)物中是否存在Mg3N2的操作、現(xiàn)象和結(jié)論為_(kāi)________________________（4）Mg與NOx反應(yīng)的產(chǎn)物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3，推測(cè)其可能的原因。甲同學(xué)認(rèn)為NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2ONH3·H2O+H+，因MgO+2H+=Mg2++H2O導(dǎo)致c(H+)減小，水解平衡右移導(dǎo)致NH3·H2O濃度增大，分解生成NH3。乙同學(xué)認(rèn)為發(fā)生MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑而溶解。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究乙同學(xué)的推測(cè)是否合理________________________________________。4．鎂合金及鎂的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。（1）鎂在元素周期表中的位置是____________。（2）用水氯鎂石（主要成分為MgCl2·6H2O）制備金屬鎂的關(guān)鍵流程如下：①一段脫水后，殘留固體質(zhì)量占原樣品質(zhì)量的64.5%，試確定生成物的化學(xué)式__________。②二段脫水時(shí)，溶入H2和Cl2燃燒產(chǎn)物的目的是__________。③該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)有_____________（3）儲(chǔ)氫材料Mg(AlH4)2在110-200℃的反應(yīng)為：Mg(AlH4)2=MgH2+2Al+3H2↑，每轉(zhuǎn)移6mol電子生成氫氣的物質(zhì)的量為_(kāi)_________mol。（4）堿式碳酸鎂密度小，是橡膠制品的優(yōu)良填料，可用復(fù)鹽MgCO3·(NH4)2CO3·2H2O作原料制備。①40℃時(shí)，復(fù)鹽開(kāi)始熱解生成MgCO3·3H2O，并有氣體產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。②制備過(guò)程中，需要用到鹵水（氯化鎂溶液）。某科研小組用沉淀滴定法分析產(chǎn)品中Cl-的含量，稱取6.1000g產(chǎn)品用適量硝酸溶解，經(jīng)稀釋等步驟最終配得500mL的溶液。a．準(zhǔn)確量取25.00mL待測(cè)液，用0.1000mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示，則滴定過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為_(kāi)_____________mL。b．AgClAgBrAgIAg2CrO4Ksp2×10-105.4×10-138.3×10-172×10-12顏色白淡黃黃磚紅參照上表數(shù)據(jù)及信息分析，滴定時(shí)可以作指示劑的是________（填數(shù)字序號(hào)）。①CaCl2②NaBr③NaI④K2CrO4c．滴定時(shí)，應(yīng)將溶液調(diào)成中性，不能是強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，其中不能是強(qiáng)堿性的原因是________。d．產(chǎn)品中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)__________（保留三位有效數(shù)字）。5．海水中含有大量的氯化鎂，從海水中提取鎂的生產(chǎn)流程如下圖所示：回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出在海水中加入氧化鈣生成氫氧化鎂的化學(xué)方程式_______________________。操作①的名稱________。（2）加入試劑①，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________。（3）操作②的名稱__________。（4）經(jīng)操作③最終可得金屬鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________?！窘忸}必備】1．鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖2．海水提鎂eq\x(沉淀Mg2＋)→Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓↓eq\x(制MgCl2)→Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O↓eq\x(電解得Mg)→MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑提醒：①由MgCl2·6H2O到無(wú)水MgCl2，必須在HCl氣流中加熱，以防MgCl2水解。②因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng)，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應(yīng)在H2氛圍中冷卻?！緦ｎ}必練】1．將打磨后的鎂條放入盛有50ml蒸餾水的燒杯中，用pH傳感器和濁度傳感器監(jiān)測(cè)溶液中pH和溶液濁度隨時(shí)間的變化如圖。下列有關(guān)描述正確的A．該實(shí)驗(yàn)是在常溫下進(jìn)行的B．實(shí)線表示溶液濁度隨時(shí)間的變化C．50s時(shí)向溶液中滴入酚酞試液，溶液變紅D．150s后溶液濁度下降是因?yàn)樯傻腗g(OH)2沉降【答案】D2．氮化鎂（Mg3N2）是一種新型無(wú)機(jī)材料。純凈的氮化鎂是淡黃色固體，熱穩(wěn)定性較好。氮化鎂極易與水反應(yīng)，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物是一種堿和一種氣體。已知：氮?dú)飧V在高溫下反應(yīng)可得到氮化鎂；氨氣與鎂可以發(fā)生如下反應(yīng)NH3+MgMg（NH2）2+H2↑（未配平）某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下兩個(gè)制各氮化鎂的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)方案裝置圖（夾持及加熱儀器沒(méi)有畫(huà)出），且在實(shí)驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣均以排出。用濃氨水逐滴加到新制的生石灰中制氨氣，其實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)下圖，并回答有關(guān)問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)前需要排凈裝置內(nèi)空氣的原因是________________________________________。（2）請(qǐng)寫(xiě)出NH3和CuO發(fā)生反應(yīng)的方程式______________________________________________。（3）裝置C的作用是__________________________________________________。（4）裝置D中盛放的試劑為稀硫酸，其作用________________________________________。（5）該實(shí)驗(yàn)完成后，能否得到純凈的氮化鎂__________（填“能”或“不能”）；原因是（用化學(xué)方程式說(shuō)明）_______________________________________；進(jìn)方案是____________?！敬鸢浮糠乐箍諝庵械腛2和CO2同Mg反應(yīng)2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2安全瓶，防D中溶液倒吸入B中吸收NH3不能Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑在D、F中間加入裝有濃硫酸的洗氣瓶；在F尾端加入裝有堿石灰的吸收管。學(xué)科￥網(wǎng)點(diǎn)睛：解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程：原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：①實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？②所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。③有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問(wèn)題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。3．實(shí)驗(yàn)室探究金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物。回答下列問(wèn)題：（1）推測(cè)金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N2和Mg3N2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________。（2）設(shè)計(jì)下列裝置完成反應(yīng)且驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2(夾持裝置已略去，部分裝置可重復(fù)使用)。①選擇上圖中的裝置，按氣流方向?qū)⑵溥B接，用接口字母表示的順序?yàn)開(kāi)_____________。安裝儀器后，首先檢查裝置的氣密性，然后進(jìn)行的操作是__________________。②裝置A中儀器名稱為_(kāi)______________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________。③驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2生成的現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________________。（3）檢驗(yàn)Mg與NOx反應(yīng)產(chǎn)物中是否存在Mg3N2的操作、現(xiàn)象和結(jié)論為_(kāi)________________________（4）Mg與NOx反應(yīng)的產(chǎn)物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3，推測(cè)其可能的原因。甲同學(xué)認(rèn)為NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2ONH3·H2O+H+，因MgO+2H+=Mg2++H2O導(dǎo)致c(H+)減小，水解平衡右移導(dǎo)致NH3·H2O濃度增大，分解生成NH3。乙同學(xué)認(rèn)為發(fā)生MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑而溶解。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究乙同學(xué)的推測(cè)是否合理________________________________________?！敬鸢浮?xMg+2NOx2xMgO+N23Mg+N2Mg3N2abcdebcghf打開(kāi)分液漏斗活塞，待紅棕色氣體充滿整個(gè)裝置后(或把裝置中的空氣排除后)，點(diǎn)燃酒精燈分液漏斗、平底燒瓶Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有無(wú)色刺激性氣味(或能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán))的氣體，則證明產(chǎn)物存在Mg3N2，否則不存在。向MgO固體中加入過(guò)量CH3COONH4溶液，若固體溶解且放出NH3，則證明乙同學(xué)推出合理，否則乙同學(xué)推測(cè)不合理。學(xué)%科網(wǎng)【解析】（1）金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N2，Mg在氮?dú)庵腥紵蒑g3N2，則發(fā)生反應(yīng)的化中加水后的溶液加熱，趕走NH3后，再加入過(guò)量的CH3COONH4溶液，固體溶解，說(shuō)明MgO和Mg(OH)2溶于銨鹽溶液是與NH4+直接反應(yīng)，不是與NH4+水解出來(lái)的H+反應(yīng)。4．鎂合金及鎂的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。（1）鎂在元素周期表中的位置是____________。（2）用水氯鎂石（主要成分為MgCl2·6H2O）制備金屬鎂的關(guān)鍵流程如下：①一段脫水后，殘留固體質(zhì)量占原樣品質(zhì)量的64.5%，試確定生成物的化學(xué)式__________。②二段脫水時(shí)，溶入H2和Cl2燃燒產(chǎn)物的目的是__________。③該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)有_____________（3）儲(chǔ)氫材料Mg(AlH4)2在110-200℃的反應(yīng)為：Mg(AlH4)2=MgH2+2Al+3H2↑，每轉(zhuǎn)移6mol電子生成氫氣的物質(zhì)的量為_(kāi)_________mol。（4）堿式碳酸鎂密度小，是橡膠制品的優(yōu)良填料，可用復(fù)鹽MgCO3·(NH4)2CO3·2H2O作原料制備。①40℃時(shí)，復(fù)鹽開(kāi)始熱解生成MgCO3·3H2O，并有氣體產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。②制備過(guò)程中，需要用到鹵水（氯化鎂溶液）。某科研小組用沉淀滴定法分析產(chǎn)品中Cl-的含量，稱取6.1000g產(chǎn)品用適量硝酸溶解，經(jīng)稀釋等步驟最終配得500mL的溶液。a．準(zhǔn)確量取25.00mL待測(cè)液，用0.1000mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示，則滴定過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為_(kāi)_____________mL。b．AgClAgBrAgIAg2CrO4Ksp2×10-105.4×10-138.3×10-172×10-12顏色白淡黃黃磚紅參照上表數(shù)據(jù)及信息分析，滴定時(shí)可以作指示劑的是________（填數(shù)字序號(hào)）。①CaCl2②NaBr③NaI④K2CrO4c．滴定時(shí)，應(yīng)將溶液調(diào)成中性，不能是強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性，其中不能是強(qiáng)堿性的原因是________。d．產(chǎn)品中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)__________（保留三位有效數(shù)字）。【答案】第三周期第ⅡA族MgCl2·H2O防止MgCl2·2H2O脫水過(guò)程中發(fā)生水解反應(yīng)HCl、Cl23MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑16.00④堿性條件下AgNO3會(huì)生成Ag2O18.6%氨氣，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑，故答案為：MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑；②a．根據(jù)滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)可知硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液的體積為18.5mL-2.5mL=16.00mL，故答案為：16.00；b．指示劑的作用是指示出氯離子恰好沉淀完全，即讓氯離子先沉淀，沉淀完全后，再滴入硝酸銀溶液會(huì)生成一種顏色不同的沉淀來(lái)指示沉淀終點(diǎn)，氯化銀、溴化銀、碘化銀的組成都是1：1，依據(jù)Ksp可以直接比較溶解性大小為氯化銀＞溴化銀＞碘化銀；隨Ksp的減小，應(yīng)先出現(xiàn)碘化銀沉淀、再出現(xiàn)溴化銀，最后才沉淀氯化銀，所以①、②、③不符合滴定實(shí)驗(yàn)的