Question

7．鎂及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛．

（1）從海水中提取金屬鎂，可按圖1流程進(jìn)行．
①下只說法正確的是B（選填字母）
A．步驟I通過一步反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)
B．步驟II、III、IV的目的是從海水中提純氯化鎂
C．步驟V中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D．該流程涉及的基本反應(yīng)類型有4種
②該流程中采取的一種降低成本且減少污染的措施是：氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
（2）某化學(xué)興趣小組對某種堿式碳酸鎂晶體的組成進(jìn)行探究．
【查閱資料】①堿式碳酸鎂晶體可以表示為xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O；
②Mg（OH）₂、MgCO₃均能分解生成對應(yīng)的氧化物；
③堿石灰是固體氫氧化鈉和生石灰等物質(zhì)的混合物；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，假設(shè)每一步反應(yīng)和吸收均進(jìn)行完全．

	裝置C的質(zhì)量/g	裝置D的質(zhì)量/g
步驟③	292.4	198.2
步驟⑥	296.9	207.0

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取23.3g堿式碳酸鎂晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
①連接好裝置并檢查氣密性；
②裝入藥品，打開活塞K，通入一段時間空氣；
③分別稱量裝置C、D的質(zhì)量（數(shù)據(jù)見上表）．
④關(guān)閉活塞K，點(diǎn)燃酒精燈，使堿式碳酸鎂晶體完全分解．
⑤停止加熱，同時打開活塞K，通入空氣至恢復(fù)到室溫．
⑥再次分別稱量裝置C、D的質(zhì)量（數(shù)據(jù)見表）．
【實(shí)驗(yàn)分折】
①裝置A的作用為除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，裝置D的作用為吸收反應(yīng)生成的二氧化碳．
②反應(yīng)后，裝置B中的剩余固體是氧化鎂，質(zhì)量為10g．
③該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=1：1：4（填最簡整數(shù)比）．

Answer 1

分析 （1）高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，電解熔融氯化鎂生成鎂和氯氣，氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫溶于水形成鹽酸；
（2）反應(yīng)前后裝置C中的質(zhì)量差即為反應(yīng)生成水的質(zhì)量，裝置D中的質(zhì)量差即為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
加熱條件下，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳，氫氧化鎂分解生成氧化鎂和水；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z的值．

解答 解：（1）①A．步驟I通過兩步反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)，即碳酸鈣分解生成氧化鈣，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，該選項(xiàng)說法不正確；
B．步驟II、III、IV的目的是從海水中提純氯化鎂，該選項(xiàng)說法正確；
C．步驟V中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，該選項(xiàng)說法不正確；
D．該流程涉及的基本反應(yīng)類型有分解反應(yīng)，例如碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氯化鎂分解生成鎂和氯氣，化合反應(yīng)，例如氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，復(fù)分解反應(yīng)，例如氫氧化鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水等3種，該選項(xiàng)說法不正確．
故填：B．
②該流程中采取的一種降低成本且減少污染的措施是：氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
故填：氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫循環(huán)利用在步驟III中．
（2）①裝置A的作用為除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，裝置D的作用為吸收反應(yīng)生成的二氧化碳．
故填：除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳；吸收反應(yīng)生成的二氧化碳．
②反應(yīng)后，裝置B中的剩余固體是氧化鎂，質(zhì)量為：23.3g-（296.9g-292.4g）-（207.0g-198.2g）=10g．
故填：氧化鎂；10．
③設(shè)碳酸鎂質(zhì)量為m，分解生成氧化鎂質(zhì)量為x，
MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑，
 84                  40      44
  m                  x       8.8g
$\frac{84}{m}$=$\frac{40}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$，
m=16.8g，x=8g，
設(shè)氫氧化鎂質(zhì)量為n，分解生成水的質(zhì)量為y，
氫氧化鎂分解生成氧化鎂的質(zhì)量為：10g-8g=2g，
Mg（OH）₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂O，
       58                   40      18
        n                    2g       y
$\frac{58}{n}$=$\frac{40}{2g}$=$\frac{18}{y}$，
n=2.9g，y=0.9g，
zH₂O的質(zhì)量為：296.9g-292.4g-0.9g=3.6g，
根據(jù)題意有：$\frac{84x}{58y}$=$\frac{16.8g}{2.9g}$，$\frac{58y}{18z}$=$\frac{2.9g}{3.6g}$，
$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{1}$，$\frac{y}{z}$=$\frac{1}{4}$，
則x：y：z=1：1：4．
故填：1；1；4．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．