高考化学压轴题专题复习——镁及其化合物的推断题综合及详细答案
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高考化学压轴题专题复习——镁及其化合物的推测题综合及详尽答案
一、镁及其化合物
1.X、Y、 Z、 W 是常有的几种元素,其有关信息如表:
元素有关信息
X原子核外有 3 个电子层,最外层比次外层少 1 个电子
Y食盐中增添少量Y 的一种化合物预防Y 元素缺少
Z Z 与钾的一种合金可用于快中子反响堆作热互换剂
W W 的一种核素质量数为24,中子数为12
(1)元素 X 在海水中含量特别高,海水中含X 元素的主要化合物是_____。
工业上制取X 单质的化学方程式为_____。
(2)设计实考证明某水溶液中存在Y 单质 _____。
(3) Z 的元素符号为 _____,其原子构造表示图为 _____。
(4) W 与空气中含量最高的气体反响的产物化学式为_____。
【答案】NaCl2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH取该溶液少量于试管中,滴加几滴
淀粉溶液,若溶液变蓝,则有I2
Na
3 2 Mg N
【分析】
【剖析】
X、 Y、 Z、 W 是常有的几种元素,X 的原子核外有 3 个电子层,最外层比次外层少 1 个电子,可知最外层电子数为7,X 为 Cl;食盐中增添少量Y的一种化合物预防 Y 元素缺少, Y 为 I; Z 与钾的一种合金可用于快中子反响堆作热互换剂,Z 为 Na; W 的一种核素质量数为24,中子数为 12, W 的质子数为12, W 为 Mg ,以此来解答。
【详解】
由上述剖析可知, X 为 Cl、 Y 为 I、 Z 为 Na、 W 为 Mg 。
(1)元素 X 在海水中含量特别高,海水中含X 元素的主要化合物是NaCl,工业上制取 X
单质的化学方程式为 2NaCl+2H222
O Cl ↑+H ↑+2NaOH。
(2)设计实考证明某水溶液中存在 Y 单质的方法为取该溶液少量于试管中,滴加几滴淀粉溶
液,若溶液变蓝,则有 I2;
(3) Z 的元素符号为Na,其原子构造表示图为;
(4)空气中含量最高的气体为氮气,则W 与空气中含量最高的气体反响的产物化学式为
Mg3N2。
2.X 、Y 、 Z 三种物质有以下转变关系:
(1)依据上述转变关系,写出以下物质的 化学式: X_____、 Y_____、Z___
试剂甲 _____,试剂乙 ________
(2)写出上述 ③④⑤ 步反响的离子方程式: _____________ ; ___________ ; ___________
【答案】 MgSO Mg(OH) MgCl BaCl AgNO + 2+ +
- =AgCl ↓ 2 Mg(OH) +2H =Mg +2HO Ag +Cl
4
2
3
2
2
2+
2 4
↓
4
-
Ba +SO =BaSO 【分析】 【剖析】
【详解】
(1)X 和硝酸钡反响生成硝酸镁,则 X 应为 MgSO 4,加入 NaOH 反响生成 Mg(OH)2, 与盐酸反响 生成 MgCl ,则 Y 为 Mg(OH) , Z 为 MgCl , MgSO 可与 BaCl 反响生成 MgCl ,则甲为 BaCl ,
2 2 2 4 2 2 2
MgCl 2 与 AgNO 3反响生成硝酸镁,则乙为 AgNO 3,
故答案为 MgSO ; Mg(OH) ; MgCl ; BaCl ; AgNO ;
4
2 2 2 3
(2) ③为 Mg(OH)2 和盐酸的反响 , 反响的离子方程式为 +
2+
Mg(OH)2+2H =Mg +2H 2O ,
④为 MgCl 2 和 AgNO 3的反响 , 反响的离子方程式为 Ag ++Cl - =AgCl ↓,
⑤为 MgSO 和 BaCl 的反响 , 反响的离子方程式为
2+
2- =BaSO ↓,
Ba +SO
4
2
4
4
+
2+
+
- =AgCl ↓、⑤ Ba
2+2-
=BaSO ↓。
故答案为③ Mg(OH) 2+2H =Mg +2H 2O 、④ Ag +Cl
+SO
4
4
3. 由短周期元素构成的 A 、 B 、 C 、D 、 E 、 F 六种微粒,此中只有 C 、D 是分子,其他四种
均为阳离子或阴离子,且每个微粒中都含有 10 个电子。
已知 A 、E 是由非金属元素构成的
阳离子,六种微粒间有以下关系:
+
+
①A +B - C+D , B -+E =2D ;
②往常状况下, C 是一种无色刺激性气味的气体,且可使润湿的红色石蕊试纸变蓝;
③向含 F 离子的溶液中加入 C 的水溶液,可生成白色积淀
W ,C 溶液过度积淀也不用逝。
再加入含大批 B 离子或大批 E 离子的溶液时,积淀
W 在此中一种状况下溶解,另一种状况
下不溶解。
请回答以下问题:
(1)微粒 A 的名称及化学式分别为
_____________、 _________________。
(2)C 的水溶液中存在的分子总数起码有 ___________种。
(3)写出微粒 F 与过度 C 的水溶液反响的离子方程式: __________________________ 。
(4)向含有 0.1mol F 离子的 50mL 溶液中,加入含 1.5mol/L B 离子的 200mL 强碱溶液,结果
有白色积淀产生,再向该混淆物中加入含
1mol/L E 离子的强酸溶液,若要使积淀恰巧溶
解,则最后加入的溶液的体积起码为___________mL。
【答案】铵 (根 )离子NH4
+3 Mg2+ +2NH3·H2O=Mg(OH)2↓ +2NH4
+
300
【分析】
【剖析】
由短周期元素构成的A、B、 C、 D、 E、 F 六种微粒,此中只有C、 D 是分子,其他四种是离子,为阳离子或阴离子,且每个微粒中都含有10 个电子,已知A、 E 是由非金属元素构成
的阳离子,依据②往常状况下 C 的齐集状态为气态,且可使润湿的红色石蕊试纸变蓝,则
C 是氨气;
①A、B 两种离子在加热条件下可生成C、 D 两种分子, A 是 10 电子的阳离子,能生成氨
气,则 A 是铵根离子, B 是氢氧根离子, D 是水;
③1molB 离子与 1molE 离子作用可生成2mol D 分子,则 E 是水合氢离子;
④向含 F 离子的溶液中加入氨气的溶液,可生成白色积淀W, C 溶液过度积淀也不用逝,
但再加入含大批 B 离子或大批 E 离子的溶液,积淀W 在此中一种状况下溶解,另一种状况
下不溶解,积淀W 是氢氧化镁。
【详解】
依据上述剖析可知: A 是铵根离子 NH4+,B 是氢氧根离子OH-, C 是氨气 NH3, D 是水
H2O, E 是 H3O+, F是 Mg 2+,积淀 W 是 Mg(OH) 2。
(1)经过以上剖析知, A 的名称是铵根离子,化学式为:NH4+;
(2)C 是 NH ,当氨气溶于水后,大多数NH 与水反响产生NH ·H O,产生的 NH ·H O 有少部
333232
散发生电离产生NH4+和 OH-,所以氨气的水溶液中起码存在的分子有H2O 、 NH3、 NH3·H2O 三种分子;
(3)微粒 F 是 Mg 2+, Mg2+与过度 NH3在水溶液反响,产生Mg(OH)2积淀和 NH4+,反响的离子
+
322+
方程式为: Mg 2 4 ;
+2NH·H O=Mg(OH) ↓+2NH
(4)n(Mg 2+)=0.1mol , n(OH-)=c V=1·.5mol/L × 0.2L=0.3mol,依据方程式Mg2++2OH-=Mg(OH) 2↓中二者反响的物质的量关系可知OH-过度,反响后产生0.1mol Mg(OH) 2,同时有节余OH-物质的量是 0.1mol ,再向该混淆物中加入含1mol/L E 离子的强酸溶液,若要使积淀恰巧溶解,
第一发生反响OH-+H3O+=2H2O,而后发生反响:Mg(OH) 2↓ +2 H3 O+=4H2O+Mg2+,则反响消
耗 H3O+的物质的量为 0.1mol+0.1mol ×2=0.3mol,因为 1mol/L E 离子的强酸溶液,所以需要
H3O+的体积 V(H3O+)=0.3mol÷ 1mol/L=0.3L=300mL。
4.A、 B、 C、 D 分别是 HCl、FeCl3、MgCl2、 AlCl3溶液中的一种,某实验小组用另一种溶液
X 与它们进行了以下图的实验,试推测A、B、 C、 D、X 分别为:
A: ____________B: ____________C: ___________D: ____________X: ______________【答案】 HCl MgCl2FeCl3AlCl3NaOH
【分析】
【剖析】
Mg(OH)2、Al(OH)3、 Fe(OH)3都不溶于水,Mg(OH) 2、 Fe(OH)3都是弱碱,只溶于强酸溶液。
Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于强酸、强碱溶液中。
【详解】
X+过度 C→红褐色积淀 [Fe(OH)3] ,则 C 为 FeCl3, X 含 OH-,可为 NaOH 等; X+过度 A→无现象,则 A 为 HCl;X+过度 B→白色积淀 [溶于 A( HCl)、不溶于 X( OH-)],则白色积淀为
Mg(OH)2,B 为 MgCl2; X+过度 D→白色积淀 [溶于 A( HCl)、溶于 X( OH-) ],则白色积淀
为 Al(OH)3, D 为 AlCl3。
5.天然水大多含Ca2+、 Mg 2+、 HCO3-等离子,加热会产生水垢,水垢中必定含有CaCO3和Mg(OH),可能含有 MgCO 。
23
(1)天然水中的 HCO3-来自于空气中的 CO2。
用有关方程式表示CO2溶于水形成 HCO3-的过程。
______________________________________________________________
(2)天然水煮沸时,此中微溶的MgCO 变换成难溶的 Mg(OH) ,写出发生反响的化学方程
32
式。
____________________________________________
为确立某水垢样品的成分,利用CaCO
3、MgCO3、Mg(OH)2 高温分解的性质,精准称量
5.000g 水垢样品,用以以下图装置进行实验。
(3)A 中盛放的试剂是__________。
装置 F 的作用是 _________________________ 。
反响结束后,需要再通入一段时间的空气,目的是_______________________ 。
(4)利用上述装置测定水垢中Mg(OH) 2的含量时,需要丈量的数占有__________。
(5)实验测得装置 E 增重 2.200g,请问水垢样品中能否含有MgCO3?判断依照是
_______________________________________________________ 。
【答案】 CO2 223、23?+-2-+
H3或 CO23
+HO? HCO H CO+HCO+H O? HCO +H
MgCO3+H2O→ Mg(OH) 2+CO2. NaOH 溶液汲取空气中 H2 O 和 CO2,防备其进入 E 中扰乱实验测定;排尽装置中的产物CO2和 H2O,使其充足被D、 E装置汲取 D 装置反响前后的质量含题中给出的信息是水垢中必定含有CaCO3和 Mg(OH)2,若增重 2.200g 全来自于CaCO3分解产生的 CO2,则计算得出 CaCO3的质量为 5.000g,而样品的总质量为 5.000g,与题意不符,所以样品中含有MgCO3
【分析】
【剖析】
利用 CaCO33222
、 MgCO 、Mg(OH)高温分解生成 CO 、H O 的性质,经过测定分解产物的质量
确立水垢样品的成分。
紧扣这一实验目的,选择实验试剂、判断装置作用、剖析采集数
据。
【详解】
(1)空气中的 CO2溶于水、并与水反响生成碳酸:CO2+H2O ?H2 CO3,碳酸轻微电离生成HCO3-:H2CO3?H++HCO3-。
(2)煮沸天然水时,微溶的MgCO3发生双水解反响生成难溶的Mg(OH) 2,总的化学方程式为MgCO3+H2O Mg(OH) 2+CO2↑。
(3)为测定样品分解生成的CO2、 H2O 的质量,一定使用不含CO2、 H2O 的空气通入装置,才不会惹起丈量偏差,故A、 B 装置中分别用NaOH 溶液、浓硫酸除掉空气中的CO2、 H2O;
D、 E 装置分别汲取样品分解生成的H2O、 CO2,装置 E 中碱石灰汲取空气中的CO2、 H2O,防备其进入 E 中扰乱实验测定。
为保证样品分解产生的H2O、 CO2能被 D、 E 装置完整吸收,反响后再通入一段时间的空气,将样品生成的气体导入D、 E 装置中。
(4)样品中只有Mg(OH)2分解生成H2O,故测定样品分解生成H2O 的质量,即可计算
Mg(OH)2含量。
为此,需要丈量 D 装置在反响前后的质量。
(5)据题意,水垢中必定含有CaCO3和 Mg(OH)2,可能含有CO2质量,二氧化碳的物质的量是0.05mol ,若所有来自
MgCO3。
装置
CaCO3分解,则
E 增重 2.200g 为
CaCO3质量为
5.000g,不切合题意,故 5.000g 水垢样品中必含MgCO3。
【点睛】
定量实验必定要提升测定结果的正确性,环绕这一中心设计实验方案,选择适合的试剂和
操作步骤,特别要清除空气、杂质等扰乱。
6.镁合金已成为飞体制造、化工生产等行业的重要资料.研究性学习小组的同学,为测
定某含镁3%-5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计以下两种不一样实验
方案进行研究。
填写以下空白。
(方案一)( 1)称取 5.4g 铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0mol/L NaOH 溶液中,使其反应完整,过滤、清洗、干燥、称量固体。
实验中发生反响的化学方程式是__________.该步骤中若未清洗固体,测得镁的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(方案二)
将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反响,测定生成气体在往常状况(约
5 20℃, 1.01 ×10Pa)的
体积.
(1)同学们拟采纳以下实验装置达成实验如图1:
① 你以为最简略的装置其连结次序是: A 接 ______接 ______接 ______(填接口字母,可不填满.)
② 实验开始时,先翻开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻翻开其活塞,一会儿后稀硫酸也不
能顺利滴入锥形瓶.请你帮助剖析原由______.
③ 实验结束时,在读取丈量实验中生成氢气的体积时,你以为合理的是______。
A.待实验装置冷却后再读数
B.上下挪动量筒F,使此中液面与广口瓶中液面相平
C.上下挪动量筒G,使此中液面与广口瓶中液面相平
D.视野与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
(2)认真剖析实验装置后,同学们经议论以为以下两点会惹起较大偏差:稀硫酸滴入锥形
瓶中,即便不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连结
广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小.于是他们设计了图 2 所示的实验装置。
① 装置中导管 a 的作用是______。
② 如何检查图 2 装置的气密性____________。
【答案】 2Al+ 2NaOH+ 2H222
↑偏高 E D G 锌与稀硫酸反响放热且生
O=2NaAlO + 3H
成气体,使锥形瓶中的气体压强变大。
ACD 均衡气压,使稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形
瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,进而除去因为加入稀硫酸惹起的氢气体积
偏差。
检查装置气密性时,先连结好装置,从碱式滴定管加水,若滴定管中的液面和左
边干燥管中的液面有稳固的高度差,则装置不漏气。
【分析】
【剖析】
方案一:( 1)铝是两性金属,溶于氢氧化钠生成氢气和偏铝酸钠。
镁不与氢氧化钠溶液反
应,若未清洗,镁上会附着有偏铝酸钠,则会使镁的质量偏大;
方案二:( 1)①该方案用排水量气法采集生成的氢气,所以最简略的装置是将生成的氢
气通入盛满水的广口瓶中,用排出水的体积计算产生氢气的体积,此中盛水的试剂瓶导管
必定要短进长出,利用增大压强原理将水排出;
② 该过程中有氢气产生,且同时该反响是放热反响,使锥形瓶中的气体压强变大;
③ 该反响放热,所以需要冷却到室温再读数,同时保持广口瓶内的压强与外界大气压相
等;
(2)①导管 a 相当于一个连通器;②依据装置特色可知装置气密性查验方法。
【详解】
方案一:(1)铝溶于氢氧化钠溶于的化学方程式为2Al+ 2NaOH+ 2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑。
若未清洗,镁上会附着有偏铝酸钠,则会使镁的质量偏大,测得镁的质量分数将偏高;
方案二:( 1)①该方案用排水量气法,用排出水的体积计算产生氢气的体积,此中盛水
的试剂瓶导管必定要短进长出,量筒中水的体积就是生成氢气的体积,量筒内导管应伸入
量筒底部,故连结次序为:(A)接( E)( D)接( G);
② 锥形瓶中的气体压强变大,稀硫酸不可以滴下;
③该反响放热,所以需要冷却到室温再读数,同时上下挪动量筒G,使此中液面与广口瓶中液面相平,保持广口瓶内的压强与外界大气压相等,视野与液体的凹面相平读取量筒中
水的体积,这样测得的体积才是该条件下的氢气的体积,答案选ACD;
(2)①导管 a 相当于一个连通器,作用是均衡气压,使稀硫酸能顺利滴下;同时滴入锥
形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,进而除去因为加入稀硫酸惹起的氢气体
积偏差。
② 依据装置特色可知装置气密性查验方法是:检查装置气密性时,先连结好装置,从碱式
滴定管加水,若滴定管中的液面和左侧干燥管中的液面有稳固的高度差,则装置不漏气。
7.镁的化合物拥有宽泛用途,请回答有关镁的以下问题:
(1)单质镁在空气中焚烧的主要产物是________,还生成少量的 ________( 填化学式 ) 。
(2)物质的量为 0.10mol 的镁条在只含有 CO2和 O2混淆气体的容器中焚烧 ( 产物不含碳酸
镁) ,反响后容器内固体物质的质量不行能为_____________
A. 3.2g B.4.0g C.4.2g D.4.6g
(3) 镁作为一种强复原剂,还用于钛和铀的生产,写出镁与TiCl 4在高温条件下制取钛的化学方程式 _______________。
(4) 氢气是一种洁净能源,氢气的制取与储藏是氢能源利用领域的研究热门。
Mg2Cu 是一种储氢合金。
350℃时, Mg2Cu 与 H2反响,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物( 此中氢的质量分数为0.077) , Mg2Cu 与 H2反响的化学方程式为___________。
(5)CH 3MgCl 是一种重要的有机合成剂,此中镁的化合价是__________,该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁,请写出该反响的化学方程式______________________ 。
【答案】 MgO Mg3N2 D TiCl4+2Mg 高温
2MgCl 2 +Ti
2Mg Cu+3H 350℃
+3MgH
22MgCu
22
+ 2价
3224
↑+
2CH MgCl+2H O=Mg(OH)↓+ 2CH
MgCl2
【分析】
【剖析】
(1)镁在空气中焚烧,不单和氧气反响还和氮气反响;
(2)金属 Mg 在只含有 CO2和 O2混淆气体的容器中焚烧,固体的质量包含未反响镁的质量、生成的碳的质量和生成的氧化镁的质量,采纳极限议论法,若镁所有与二氧化碳反响生成
固体量最大,假定镁没有反响,则固体量最少,计算出固体的范围,而后对各选项进行判断;
(3)镁与 TiCl4在高温条件生成钛和氯化镁;
(4) 令金属氢化物为RH,金属 R 的相对分子质量为a,则x=0.077,即 923x=77a, X 为
x
a+x
金属的化合价,议论可得x=2, a=24,故该金属氢化物为MgH2;
(5)依据化合价代数和为 0 判断镁的化合价,依据元素守恒书写化学方程式。
【详解】
(1)镁在空气中焚烧,镁和氧气反响生成氧化镁 (化学式为 MgO),和氮气反响生成氮化镁,所以
单质镁在空气中焚烧的主要产物是白色的氧化镁,还生成少量的氮化镁,化学式为
Mg3N2;
(2)镁条在只含有 CO2和 O2混淆气体的容器中焚烧,反响后容器内固体物质的质量为:未
反响镁的质量、生成的碳的质量及生成的 MgO 的质量,若气体中无氧气,镁完整与二氧化碳反
响时,反响后固体的质量最大;
高温
2Mg+CO 22MgO+C
221
0.10mol 0.10mol 0.05mol
则 0.1mol 镁完整反响最多可生成固体的质量为:
0.10mol × 40g/mol+0.05mol × 12g/mol=4;.6g
若金属镁没有反响,则固体的质量最少,固体质量最小为:0.10mol ×24g/mol=2.4g;
因为含有二氧化碳和氧气,且镁条也参加了反响,则反响后固体质量m 的范围应为: 2.4g <m< 4.6g,故答案为D;
(3)镁与 TiCl 在高温条件生成钛和氯化镁,发生的化学方程式为
4
高温
TiCl 4 +2Mg2MgCl 2 +Ti ;
(4) 令金属氢化物为RH x,金属 R 的相对分子质量为 a,则
x
=0.077,即 923x=77a, X 为a+x
金属的化合价,议论可得x=2, a=24,故该金属氢化物为MgH2,故反响方程式为
350℃
2Mg 2Cu+3H 2MgCu 2 +3MgH 2;
(5) 依据 CH3MgCl 中各元素化合价代数和为0 可知镁的化合价为+2 价, CH3MgCl 水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁,反响的化学方程式为
2CH3MgCl+2H2O=Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑。
8.某无色稀溶液X 中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子CO 、 SiO 、 AlO 、 Cl-
阳离子Al 3+3+2++、 Fe、 Mg、 NH、 Na
现取该溶液适当,向此中加入某试剂 Y,产生积淀的物质的量 (n) 与加入试剂体积 (V) 的关系以下图。
(1)若 Y是盐酸,则 oa 段转变为积淀的离子( 指根源于 X 溶液的,下同 ) 是___, ab 段发生反响的离子是 ______________, bc 段发生反响的离子方程式为______________。
(2)若 Y是 NaOH溶液,则 X 中必定含有的离子是___________________。
ab 段反响的离子方程式为 _______________________________________ 。
【答案】
2-
、AlO
2-
Al(OH)
+3+
+ 3H2O Al
3+2++-+SiO3CO33+3H ===Al、 Mg、 NH4、 Cl NH4
-
+OH ===NH3·H2O
【分析】
:3+
剖析(1) 无色溶液中不会含有Fe,加入盐酸后能形成的积淀有323
Al(OH)、H SiO ,前者能溶于过度盐酸中尔后者不可
以,由图象知溶液中必定含有AlO2-、 SiO32-。
oa-2- 2 -,bc Al(OH)3。
段发生反响的离子为AlO2、 SiO3,3段则是溶解
ab 段为 CO
(2) 当向溶液中加入 NaOH 时,生成的积淀为Mg(OH)2、 Al(OH)3,ab段是 NH4+与 OH-之间发
生反响,
因 Al3+2+
不可以
与
CO 2-2--、 Mg、 AlO 共存,故此时溶液中阴离子只有Cl 。
、SiO
详解 :(1)某无色稀溶液X 中 , 无色溶液中不会含有Fe3+,加入盐酸后能形成的积淀有
Al(OH)3、 H2SiO3,前者能溶于过度盐酸中尔后者不可
以,所以由图象知溶液中含有AlO2-
32-
;则 oa 段发生反响的离子为2
-
32-
; ab 段发生的反响积淀的量不变, 所以 ab
、SiO AlO 、 SiO
段为盐酸与 CO32-反响 , bc 段积淀减少 , 则是 Al(OH)3溶解于盐酸 , 其反响的离子方程式为: Al(OH)3+ 3H+===Al3++3H2O。
所以,此题正确答案是: SiO32-
、 AlO
3
2
-3+
═ Al3+2; CO; Al(OH) +3H+3H O;
(2) 若 Y 是氢氧化钠,向溶液中加氢氧化钠溶液, 先生成积淀 , 溶液中可能含Al3+、Mg 2+或二者中的一种,因为弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不可以共
存, 即溶液中不含 CO32-32-
、 SiO 、AlO ,因为溶液必定要保持电中性,故溶液中必定含Cl-;当 ab 段时 , 积淀的量不变化 ,
是氢氧化钠和铵根离子反响生成气体
+-
═ NH3·H2O,即溶液中含
+
;当 bc 段: NH4+OH NH4
时积淀的质量减少但没有完整溶解, 即部分积淀和氢氧化钠反响, 部分积淀不反响 ,说明溶液
中有 Al 3+
、 Mg
2+--
,即 bc 段的反响为: Al(OH)3+ OH ═ AlO2 +2H2O。
即 X 中必定含有的离子是Al3+、 Mg2+、 NH4+、 Cl-;因为溶液中有Al3+、 Mg 2+,故 oa 段转变为积淀的离子是 Al3+、 Mg 2+, ab 段是氢氧化钠和铵根离子反响生成气体, 反响的离子方程式为 NH4++OH-═ NH3·H2O;
所以,此题正确答案是: Al3+、 Mg 2+、 NH4+、 Cl-;NH4++ OH-═ NH3·H2O。
9.氮化镁( Mg3N2)是一种新式无机资料。
纯净的氮化镁是淡黄色固体,热稳固性较好。
氮化镁极易与水反响,该反响属于非氧化复原反响,产物是一种碱和一种气体。
已知:氮气
跟镁在高温下反响可获得氮化镁;氨气与镁能够发生以下反响
NH+Mg必定条件Mg( NH) +H↑(未配平)
3222
某化学小组同学设计以下两个制各氮化镁的实验方案,请见实验方案装置图(夹持及加热
仪器没有画出),且在实验前系统内的空气均以排出。
用浓氨水逐滴加到新制的生石灰中
制氨气,其实验方案见以下图,并回答有关问题:
(1)实验前需要排净装置内空气的原由是________________________________________ 。
(2)请写出 NH3和 CuO发生反响的方程式
______________________________________________ 。
(3)装置 C 的作用是 __________________________________________________ 。
(4)装置 D 中盛放的试剂为稀硫酸,其作用
________________________________________ 。
(5)该实验达成后,可否获得纯净的氮化镁 __________(填“能”或“不可以”);原由是
(用化学方程式说明) _______________________________________ ;改良方案是
_________________________________ 。
【答案】防备空气中的O2和 CO2同 Mg反响2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2安全瓶,防 D 中溶液倒吸入 B 中汲取NH3不可以Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑在D、F中间加入装有浓硫酸的洗气瓶;在 F 尾端加入装有碱石灰的汲取管。
【分析】
(1)Mg 能在 CO 、O及 N 中焚烧,而空气里有CO 和 O ,故实验前需要排净装置内空气;
22222
(2)NH3和 CuO 在加热条件下生成Cu、N2和水,发生反响的方程式为
2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
(3)因氨气易溶于水或酸溶液,使用装置 C 作安全瓶,防 D 中溶液倒吸入 B 中;
(4)利用 D 中盛放的稀硫酸汲取未反响的NH3;
(5)氮气经过稀硫酸后没有干燥,混有水蒸气,Mg 3N2能与水反响生成氢氧化镁,致使氮化
镁不纯,故不可以获得纯净的氮化镁,; Mg3 N2能与水反响的化学方程式是
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3↑;详细改良方法是在 D、 F 中间加入装有浓硫酸的洗气瓶;
在 F 尾端加入装有碱石灰的汲取管。
点睛:解答综合性实验设计与评论题的基本流程:原理→反响物质→仪器装置→现象→结论→ 作企图义→联想。
详细剖析为:①实验是依据什么性质和原理设计的?实验的目的是
什么?②所用各物质名称、状态、取代物(依据实验目的和有关的化学反响原理,进行全面的
剖析比较和推理,并合理选择)。
③有关装置:性能、使用方法、合用范围、注意问题、能否
有代替装置可用、仪器规格等。
④有关操作:技术、操作次序、注意事项或操作错误
的结果。
⑤实验现象:自下而上,自左而右全面察看。
⑥实验结论:直接结论或导出结
论。
10. 卤块的主要成分是 MgCl 2,别的还含 2+
3+
2+
Fe 、 Fe 和 Mn 等杂质离子。
以卤块为原料按如
图所示流程进行生产,可制得轻质氧化镁。
查阅资料得下表有关数据 :
表 1: 生成氢氧化物积淀的 pH 表 2: 原料价钱表
物质 开始积淀 积淀完整 试剂
价钱(元/吨) Fe(OH)3 2.7 3.7 a. 漂液 ( 含 25.2%NaClO) 450 Fe(OH)2
7.6 9.6
b. 双氧水 ( 含 30%HO)
1500
2
2
Mn(OH)2 8.3 9.8 c. 烧碱 ( 含 98%NaOH) 2200 Mg(OH)2
9.6
11.1
d. 纯碱 ( 含 99.5%Na 2CO 3)
800
已知 Fe 2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除掉,一定将它氧化后以 Fe(OH)3 积淀形式才能除
尽。
若要求产品尽量不含杂质且生产成本较低,请依据上表供给的资料回答 :
(1)流程中加入的试剂 X 、 Y 、 Z 的最正确选择挨次是表 2 中的 _____( 选填试剂编
号 ) 。
(2)步骤②发生反响的离子方程式为 __________ ;步骤⑤中发生反响的化学方程式为
______。
(3)为尽量除掉杂质,步骤③调理 pH 为 ____时,停止加入 Y 。
调理为该 pH 的目的是
____。
(4)若在实验室进行步骤⑥的灼烧实验,一定用到的仪器是 ____。
A .酒精喷灯
B .铁三脚
C .坩埚
D .蒸发皿 E. 泥三角 F. 烧杯 G. 石棉网
(5)向装有少量
Mg(OH)2 浊液的试管中加入适当 CH 3COONH 4晶体,充足振荡后溶液会变澄
清,请用化学均衡的原理解说浊液变澄清的原由 ______。
【答案】 a 、 c 、d
2Fe 2+ -+ -3+2
32
22
+ClO +2H =Cl +2Fe +H O MgCO +H O Mg(OH) +CO ↑ 9.8 使
Mg 2+
之外的杂质离子尽可能完全地转变为积淀除掉
ABCE Mg(OH)2 Mg 2+ (aq)+2OH -
(s) (aq); CH 3COONH 4 电离出的 NH 4+与 OH -联合成弱电解质 NH 3·H 2O ,降低了 c(OH -), Mg(OH) 2
溶解均衡向右挪动
【分析】
【剖析】
卤块的主要成分是
MgCl 2,别的还含 Fe 2+、 Fe 3+和 Mn 2+等杂质离子,由流程可知,加稀盐酸
溶解后,为除掉Fe2+,先将 Fe2+氧化成 Fe3+,漂液和 H2 O2都可采纳,但对照表2 供给的原
料价钱能够看出,漂液比H2O2的价钱低得多,所以选漂液最合理,故X 为漂液;步骤③的
目的在于使除Mg 2+之外的各样杂质金属离子都生成氢氧化物积淀,以便经过过滤而除掉,
应加入 NaOH,如加入纯碱,不可以达到较高的pH,由表 1 供给的数据可知,除掉杂质离子
合理的 pH 范围是 3.7< pH< 9.8,在此范围内,假如 pH 过高,就会有大批的 Mg2+生成
Mg(OH)2而进入积淀中,进而致使生产成本的提升;为了兼备产质量量和生产成本,选择
pH=9.8 最合理,自然此时 Mg2+也会部分生成 Mg(OH)2积淀,但因为卤块价钱便宜,这点不
可防止的损失可忽视,过滤后,分别出Mn(OH) 2、 Fe(OH)3,在滤液中加入Z 为纯碱将Mg 2+从溶液中以MgCO3积淀出来,而后加热煮沸可获得Mg(OH) 2,气体为二氧化碳,Mg(OH)2灼烧后获得MgO ,以此来解答。
【详解】
(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成 Fe3+,并在控制适合的pH 条件时生成Fe(OH)3积淀而除之,
固然漂液和 H2O2都可采纳,但对照表 2 供给的原料价钱能够看出,漂液比H2O2的价钱低得多,所以选漂液最合理,故X 为漂液;加入Y 的目的是调理pH,采纳氢氧化钠,故Y 为烧碱;加入 Z 的目的是使镁离子积淀, Z 为纯碱;故答案为a、 c、d ;
(2)流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子,反响的离子方程式为:
2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;加入的 Z 物质为纯碱,所以步骤④生成的积淀物是MgCO3,积淀物 MgCO3在煮沸的状况下发生水解,生成Mg(OH) 2和 CO2气体,反响的化学方程式
为: MgCO3 222
+H O Mg(OH)↓ +CO↑;
(3)步骤③的目的在于使除Mg 2+之外的各样杂质金属离子都生成氢氧化物积淀,以便经过过
滤而除掉,应加入NaOH,若加入纯碱,不可以达到较高的pH,剖析表 1 供给的数据:除掉
杂质离子合理的pH 范围是 3.7< pH< 9.8,在此范围内,假如pH 过高,就会有大批的Mg2+生成 Mg(OH) 2而进入积淀中,进而致使生产成本的提升;为了兼备产质量量和生产成本,
选择 pH=9.8 最合理,自然此时Mg 2+也会部分生成 Mg(OH) 2积淀,但因为卤块价钱便宜,
这点不行防止的损失仍是能够蒙受的,以此保证产品的纯度;
(4)灼烧需要的仪器有铁三脚、酒精喷灯、坩埚、泥三角,故答案为ABCE;
(5)向装有少量 Mg(OH)浊液的试管中加入适当CH COONH 晶体,充足振荡后溶液会变澄
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清,因 Mg(OH) 2(s)?Mg2+ (aq)+2OH-(aq), CH3 COONH4电离出的 NH4+与 OH-联合成弱电解质NH3?H2O,降低了c(OH-), Mg(OH) 2溶解均衡向右挪动。
【点睛】
此题考察混淆物分别提纯及物质的制备实验,掌握物质的性质、流程中发生的反响、混淆
物分别提纯方法为解答的重点,注意元素化合物知识、化学反响原理与实验的联合,题目
难度不大.。