(3)鎂條在氧氣中燃燒生成氧化鎂:2Mg+O2 2MgO 查看更多

 

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(2011?靜安區(qū)模擬)某化工廠聯(lián)合生產(chǎn)純堿、鎂、阻燃劑.以白云石(CaCO3?MgCO3)為原料冶煉鎂:經(jīng)高溫煅燒生成的氧化物在還原爐中經(jīng)1200℃用硅鐵還原生成鎂蒸汽(鐵化合價不變),鎂蒸汽經(jīng)冷凝為粗鎂;同時以海水為原料制堿和制阻燃劑.具體流程如下:

(1)分別寫出A、B、C的化學(xué)式
CO2
CO2
、
MgO
MgO
CaO
CaO
;沉淀池中反應(yīng)的化學(xué)方程式是
CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl
CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl

(2)硅鐵還原生成鎂蒸汽時選擇低壓和1200℃,試分析選擇這種反應(yīng)條件的原因
低壓有利于鎂蒸氣的生成及分離;1200℃只有鎂為氣體,從速率和平衡2個角度都有利于鎂的生成
低壓有利于鎂蒸氣的生成及分離;1200℃只有鎂為氣體,從速率和平衡2個角度都有利于鎂的生成

(3)精制鹵水中的MgCl2與適量石灰乳反應(yīng)生成堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]沉淀,此時溶液中主要溶質(zhì)是(寫化學(xué)式)
CaCl2
CaCl2

(4)描述流程中相關(guān)操作Ⅰ包括過濾、
洗滌
洗滌
、
煅燒(或加熱)
煅燒(或加熱)

(5)已知:Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)-81.5kJ;
Al(OH)3(s)→0.5Al2O3(s)+1.5H2O(g)-87.7kJ
①Mg(OH)2能起阻燃作用,其原因是
Mg(OH)2受熱分解時吸收大量的熱使環(huán)境溫度下降;同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、覆蓋在可燃物表面,產(chǎn)生阻燃作用
Mg(OH)2受熱分解時吸收大量的熱使環(huán)境溫度下降;同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、覆蓋在可燃物表面,產(chǎn)生阻燃作用

②等質(zhì)量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果較好的是
Mg(OH)2
Mg(OH)2

(6)某化工廠利用上圖所示流程聯(lián)合生產(chǎn)純堿、鎂、阻燃劑,試分析該生產(chǎn)的優(yōu)點
原料易得價廉、原料利用率高、中間產(chǎn)物能有效地循環(huán)利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化
原料易得價廉、原料利用率高、中間產(chǎn)物能有效地循環(huán)利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化

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(2013?湖南模擬)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物.某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案并驗證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理.
(1)提出假設(shè)
實驗1:用砂紙擦去鎂條表面的氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變?yōu)榧t.該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物進(jìn)行如下猜測:
猜測1:白色不溶物可能為
Mg(OH)2
Mg(OH)2

猜測2:白色不溶物可能為MgCO3
猜測3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3?yMg(OH)2].
(2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測:
實驗序號  實驗  實驗現(xiàn)象  結(jié)論 
 實驗Ⅱ 將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃  能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰   ①氣體成分為
氫氣
氫氣
 實驗Ⅲ ②取實驗Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量
稀鹽酸
稀鹽酸

 
產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解
產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解

 
白色不溶物可能含有MgCO3 
實驗Ⅳ 取實驗Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液  產(chǎn)生白色沉淀  ④溶液中存在
CO32-
CO32-
 
(3)為進(jìn)一步確定實驗1的產(chǎn)物,設(shè)計定量實驗方案,如圖所示:

稱取實驗1中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部通入裝置A和B中.實驗后裝置A增重1.8g,裝置B增重8.8g,試確定白色不溶物的化學(xué)式:
Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2
Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2

(4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的原因:
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應(yīng)生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應(yīng)生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進(jìn)行
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應(yīng)生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應(yīng)生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進(jìn)行

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研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義.
(1)已知石墨的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為y kJ?mol-1,1.2g石墨在1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,放出x kJ熱量.則石墨與氧氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
,
(2)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純MgO.
①750℃時,測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時反應(yīng)的化學(xué)方程式是
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3

②由MgO可制成“鎂-次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖1,該電池反應(yīng)的離子方程式為
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2


(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)

②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的
△H
(填“>”“<”或“=”)0.
③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示,曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K
K(填“>”“<”或“=”).
④一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式投入反應(yīng)物,一段時間后達(dá)到平衡.
容  器
反應(yīng)物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2、
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,且起始時維持反應(yīng)逆向進(jìn)行,則c的取值范圍為
0.4<n(c)≤1mol
0.4<n(c)≤1mol

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鎂將成為21世紀(jì)重要的輕型環(huán)保材料.
(1)海洋是天然的鎂元素寶庫,從海水中提取鎂的流程如下:
海水中MgCl2
熟石灰
過濾
Mg(OH)2
鹽酸
蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶
MgCl2?6H2O
脫水
MgCl2
通電
Mg
①在實驗室進(jìn)行過濾操作時需要用到玻璃棒,其作用是
引流
引流

②電解熔融氯化鎂的過程中,
能轉(zhuǎn)化為
化學(xué)
化學(xué)
能.
(2)①金屬鎂是一種較活潑金屬,在二氧化碳?xì)怏w中也能燃燒.燃燒的化學(xué)方程式為
2Mg+CO2=C+2MgO,此反應(yīng)類型屬于
C
C

A.分解反應(yīng)          B.化合反應(yīng)      C.置換反應(yīng)      D.復(fù)分解反應(yīng)
②金屬鎂在高溫下與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂,在氮化鎂中氮元素的化合價為-3.據(jù)此寫出氮化鎂的化學(xué)式
Mg3N2
Mg3N2

(3)鎂鋁合金廣泛用于火箭、導(dǎo)彈和飛機制造業(yè)等.某興趣小組為探究鎂鋁合金的組成,取16g鎂鋁合金樣品,把60g氫氧化鈉溶液平均分成三份依次加入樣品中,充分反應(yīng)后,過濾出固體,將其洗滌、干燥、稱量,得實驗數(shù)據(jù)如下:
所加氫氧化鈉溶液的次數(shù) 第一次 第二次 第三次
剩余固體的質(zhì)量/g 10.6 5.2 4.0
從以上數(shù)據(jù)可知,該合金中,鎂元素與鋁元素的質(zhì)量比為
1:3
1:3
.所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
40%
40%

(4)老師每次做有關(guān)鎂的實驗時都會強調(diào):鎂是一種銀白色有金屬光澤的金屬.但拿出的鎂條總是有一層灰黑色的“外衣”,這層灰黑色的外衣是什么物質(zhì)呢?
猜想:小明認(rèn)為可能是MgO;小趙認(rèn)為可能是Mg2(OH)2CO3;小花認(rèn)為可能是Mg(OH)2.小趙認(rèn)為小明的猜想是錯誤的,其理由是
氧化鎂為白色固體與水緩慢反應(yīng)生成氫氧化鎂
氧化鎂為白色固體與水緩慢反應(yīng)生成氫氧化鎂

實驗探究:小趙按如圖所示裝置進(jìn)行實驗,發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn),澄清石灰水變渾濁,同時試管內(nèi)生成白色固體.
實驗分析:實驗后,小趙認(rèn)為小花的猜想也是錯誤的,其理由是
樣品分解生成的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁
樣品分解生成的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁

查閱資料得出結(jié)論:Mg(OH)2 和 Mg2(OH)2CO3 都可以加熱分解,產(chǎn)物均為氧化物,據(jù)此請你寫出Mg2(OH)2CO3 加熱
分解的化學(xué)方程式
Mg2(OH)2CO3
  △  
.
 
2MgO+CO2↑+H2O
Mg2(OH)2CO3
  △  
.
 
2MgO+CO2↑+H2O

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