2024-2025学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质2-4镁的提取和应用课时作业含解析苏教版必修1

PAGEPAGE7课时作业17镁的提取和应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．相识反应条件对化学反应的影响，对学好化学具有重要意义。下列说法正确的是(D)A．镁在空气中或纯净氧气中燃烧的产物肯定只有MgOB．钠在敞口容器中长期存放或在空气中燃烧的产物肯定是Na2O2C．工业上一般用电解氧化镁的方法制取金属镁D．工业上电解熔融的氯化钠制取金属钠解析：镁在空气中燃烧的产物有氧化镁、氮化镁和碳，A错误；钠在空气中长期放置，产物是碳酸钠，B错误；由于氧化镁熔点特殊高，所以工业上电解熔融氯化镁制取金属镁。2．下列关于镁和钠的比较，结论正确的是(A)A．铝镁合金的硬度较大，钠钾合金的硬度较小B．因为钠的金属性比镁要强，所以钠的熔点比镁要高C．镁能置换硫酸铜溶液中的铜，钠也能置换硫酸铜溶液中的铜D．在空气中都能被点燃，生成的产物都是氧化物，氧在产物中的化合价都是－2解析：钠钾合金在常温时能呈液态，故A正确；钠的熔点比镁的低，故B项错误；钠不能置换CuSO4溶液中的铜，钠先与H2O反应，故C项错误；在空气中点燃Na和Mg产物分别是Na2O2和MgO、Mg3N2，其中Na2O2为过氧化物，氧的化合价为－1价，故D项错误。3．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在肯定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤蒸发结晶。其先后依次正确的是(D)A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①解析：eq\x(海水)eq\o(→,\s\up15(日晒),\s\do15())eq\x(MgCl2富集)eq\o(→,\s\up15(加熟石灰),\s\do15(过滤))eq\x(MgOH2)eq\o(→,\s\up15(加盐酸),\s\do15(蒸发、结晶))eq\x(MgCl2·6H2O)eq\o(→,\s\up15(脱水),\s\do15(干燥))eq\x(MgCl2)4．1.0g镁在氧气中燃烧后固体质量增加0.67g，但在空气中燃烧后固体质量的增加量小于0.67g，其缘由是(D)A．镁在空气中燃烧不完全B．在空气中部分镁与CO2反应C．在空气中部分镁与水蒸气反应D．在空气中部分镁与N2反应解析：Mg在空气中燃烧，除与O2反应生成MgO外，主要还发生反应：3Mg＋N2eq\o(=,\s\up15(点燃))Mg3N2，导致固体质量的增加量削减。5．等质量的镁分别在CO2、O2中燃烧，下列有关说法正确的是(A)A．在CO2中燃烧时所得固体产物的质量较大B．在O2中燃烧时所得固体产物的质量较大C．两个反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比都是21D．两个反应中氧元素均被还原解析：Mg在CO2中燃烧时生成MgO和C，在O2中燃烧时只生成MgO，故Mg在CO2中燃烧时所得固体产物的质量较大，A项正确，B项错误；两个反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比都是12，C项错误；Mg在CO2中燃烧时，CO2中的氧元素没有被还原，D项错误。6．下列说法不正确的是(D)A．通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物C．氧化镁是优质的耐火材料D．金属镁质地松软，不相宜制作高强度的合金材料解析：金属镁密度小，但含镁5%～30%的镁铝合金不仅质轻，而且比纯铝更坚硬，强度更大，又简单加工，被广泛应用于飞机工业。7．肯定量的Mg和MgO的混合物投入100mL、2mol·L－1的稀盐酸中完全溶解后，再向反应后的溶液中加入4mol·L－1的NaOH溶液，要使Mg元素全部沉淀出来，所加入的NaOH溶液的体积最少是(B)A．100mLB.50mLC.25mLD．由于Mg、MgO的质量未知，无法推断解析：Mg元素全部沉淀后，溶液中只有NaCl，其中Na＋全部来自于NaOH溶液，其中Cl－全部来自于稀HCl，且有n(NaOH)＝n(HCl)＝0.100L×2mol·L－1＝0.2mol＝c(NaOH)·V(NaOH)，所以V(NaOH)＝eq\f(0.2mol,4mol·L－1)＝0.05L＝50mL。8．(双选)下列说法错误的是(CD)A．MgO中Mg2＋与O2－电子层结构相同B．MgCl2溶液在相宜条件下结晶生成MgCl2·6H2OC．热稳定性MgCl2·6H2O比MgCl2强D．工业上电解MgCl2溶液制取Mg解析：如下图所示，Mg2＋与O2－电子层结构相同。由从海水中提取镁的学问可知，MgCl2溶液在相宜条件下结晶生成MgCl2·6H2O。MgCl2·6H2O在肯定条件下加热脱水生成MgCl2，则热稳定性MgCl2·6H2O比MgCl2弱。工业上用电解法制取镁，电解的是熔融的MgCl2而不是MgCl2溶液。9．0.1mol某元素的单质干脆与氯气反应后，质量增加了7.1g，这种元素是(B)A．Na B．MgC．Fe D．K解析：0.1mol～7.1g，即1mol～71g，由M(Cl2)＝71g·mol－1推知金属必需为二价金属。10．在氯化镁溶液中，分别投入下列各物质，既有沉淀出现又有气体产生的是(B)A．氯化钠 B．金属钠C．碳酸钠 D．氢氧化钠解析：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl。11．由锌、铁、铝、镁4种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的H2在标准状况下为11.2L，则混合物中肯定含有的金属是(C)A．锌 B．铁C．铝 D．镁解析：本题可用极值法求解。锌、铁、铝、镁各为10g，与足量的盐酸反应生成的H2分别是3.4L、4L、12.4L、9.3L，生成的气体有大于11.2L的和小于11.2L的，而大于11.2L的只有Al，所以必定有铝。12．某探讨性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组试验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；②将镁粉放入溴水中，视察到只是起先时产生极少量的气泡，但溴水的颜色渐渐褪去；③将镁粉放入液溴中，未视察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，视察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是(D)A．镁粉只干脆与溴水中的溴反应B．镁粉只与溴水中的酸反应C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水发生了反应D．镁粉在水的催化作用下与溴发生反应解析：由①知镁和水常温下不反应；由②知镁和溴水反应时，有少量镁和氢溴酸反应，大量镁和溴反应，而且反应很快；由③知镁和纯溴常温下不反应；由④知少量水是镁和溴反应的催化剂。二、非选择题(共52分)13．(8分)在如图所示的转化关系中，A、B、C为单质，其余方框内的物质均为化合物，B、X、N在常温下均为气体，C为黑色固体，D为白色沉淀，A、Y、Z、M、D中含有同一种元素(框图中某些生成物已经略去)。已知：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。请填写下列空白。(1)写出下列有关化学方程式：①2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up15(点燃))2MgO＋C；②3Mg＋N2eq\o(=,\s\up15(点燃))Mg3N2；④Mg(OH)2eq\o(=,\s\up15(△))MgO＋H2O。(2)试拟定工业上由Y制取单质A的反应原理：MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O、MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(电解))Mg＋Cl2↑(用化学方程式表示)。解析：依据图中转化关系和D为白色沉淀、N为气体，可知Z为Mg3N2，A为Mg，B为N2，C为C，D为Mg(OH)2，M为MgCl2，Y为MgO。14．(16分)镁是一种活泼的金属，可以在CO2中燃烧生成MgO和C(2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up15(点燃))2MgO＋C)，海水中镁含量很大，世界上生产的镁60%来自海水。海水提镁，须要在海水中加碱[Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓]，然后沉淀分别后转化为氯化镁[Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O]，最终电解得到金属镁[MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(电解))Mg＋Cl2↑]。试依据你已有的学问，回答下列问题：(1)请用图示表示工业上用海水提炼镁的主要工序海水eq\o(→,\s\up15(熟石灰))氢氧化镁eq\o(→,\s\up15(盐酸))氯化镁eq\o(→,\s\up15(电解))镁。(2)若金属镁的提取都是利用电解氯化镁来进行的。请写出电解氯化镁的化学方程式MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(电解))Mg＋Cl2↑，在电解过程中还原剂是MgCl2，氧化产物是Cl2。(3)若用电解制得的镁来制镁粉，可将镁加热变成蒸气，然后冷却得到镁粉，这个过程能在空气中进行吗？不能缘由是什么？镁可以被氧气氧化(写出一种即可)；现有气体：二氧化碳、氢气、氩气、氮气、氧气，可以选择的气体是氢气、氩气。解析：由于镁在海水中主要以MgCl2、MgSO4的形式存在，因此要将镁提炼出来，首先须要将其沉淀，然后转化为MgCl2溶液，浓缩，最终电解熔融的MgCl2。在反应MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up15(电解))Mg＋Cl2↑中，氧化剂和还原剂都是MgCl2，氯元素的化合价上升，得到氧化产物Cl2；将镁加热为蒸气，冷却过程中肯定不能与O2、N2、CO2接触，因为镁可以与它们发生反应，故在以上气体中，只能选择氢气和氩气。15．(14分)现拟在试验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知试验中可能会发生下列反应：①2Mg＋O2eq\o(=,\s\up15(△))2MgO；②3Mg＋N2eq\o(=,\s\up15(△))Mg3N2；③2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up15(△))2MgO＋C；④Mg＋H2O(g)eq\o(=,\s\up15(△))MgO＋H2；⑤Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑。可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。回答下列问题：(1)在设计试验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为B，目的是除去空气中的水蒸气，避开反应④发生；D，目的是除去空气中的CO2，避开反应③发生；F，目的是除去空气中的O2，避开反应①发生。(2)连接并检查试验装置的气密性。试验起先时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的依次是(填字母代号)j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)。(3)通气后，假如同时点燃A、F装置的酒精灯，对试验结果有何影响？制得的氮化镁不纯，缘由是A装置没有排完空气，加热时空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应。(4)请设计一个试验，验证产物是氮化镁：取少量产物置于试管中，加入适量水，将潮湿的红色石蕊试纸置于试管口，假如能够看到潮湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。解析：本试验的目的是在试验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)，氧气、二氧化碳和水都能与镁反应，所以在把氮气通入A之前要除去空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，除去氧气要用装置F，除去二氧化碳要用装置D，除去水蒸气要用装置B，并且除去的先后依次为：二氧化碳、水蒸气、氧气。16．(14分)海水中有特别丰富的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，下图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题。(1)粗盐中含有：Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质，精制后可得饱和NaCl溶液，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式：H＋＋OH－=H2O,2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑。(2)海水提取食盐后的母液中有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子。从离子反应的角度思索，在溶液中加入石灰乳起什么作用？提取母液中Mg2＋。(3