Question

【題目】鎂是一種重要的金屬資源，在各領(lǐng)域都具有重要的作用。

（1）皮江法煉鎂是我國(guó)生產(chǎn)鎂的重要方法，其實(shí)質(zhì)是在高溫和真空條件下，有氧化鈣存在時(shí)，通過硅還原氧化鎂生成鎂蒸氣，與反應(yīng)生成的固體硅酸二鈣(2CaO·SiO2)相互分離，并經(jīng)冷凝得到結(jié)晶鎂。寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式 。

電解槽中先得到的是鎂的蒸氣，鎂蒸氣可以在下列 (填編號(hào))氣體氛圍中冷卻。

A．空氣 B．氮?dú)?/span> C．水蒸氣 D．氫氣

（2）目前發(fā)達(dá)國(guó)家80%的鎂來(lái)自于電解熔融氯化鎂。電解原料無(wú)水氯化鎂可由海水制備。主要有以下步驟：①在干燥的HCl氣流中加熱脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮冷卻結(jié)晶。

其步驟先后順序是_____________________（步驟可重復(fù)使用）；在干燥的HCl氣流中加熱時(shí)，能得到無(wú)水MgCl2，其原因是______________________。

（3）已知某溫度下Mg(OH)2的Ksp＝6.4×l012，當(dāng)溶液中c(Mg2+)≤1.0×105mol·L1可視為沉淀完全，則此溫度下應(yīng)保持溶液中c(OH－)≥_______________mol·L1。

（4）在Mg(OH)2懸濁液中滴入飽和NH4Cl溶液，溶液變澄清。反應(yīng)原因可能有兩個(gè)：一是NH4+水解產(chǎn)生H+，H+再與Mg(OH)2反應(yīng)；二是_____________________（用離子方程式表示）。要驗(yàn)證誰(shuí)是Mg(OH)2溶解的主要原因，可選取________代替NH4Cl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

A．NH4NO3 B．(NH4)2SO4 C．CH3COONH4 D．NH4HCO3

（5）鎂電池是近年來(lái)科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，下圖為Mg—NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。其工作時(shí)Mg作 （填“X”或“Y”）電極，正極的電極反應(yīng)式： 。

Answer 1

【答案】

（1）2MgO+Si+2CaO2CaO·SiO2+2Mg↑（2分） D（1分）

（2）②④③⑤④①（2分） 營(yíng)造酸性氛圍抑制Mg2＋的水解并及時(shí)帶走水蒸氣（2分）

（3）8×10-4 （2分）

（4）2NH4+ +Mg(OH)2 =2 NH3H2O + Mg2+（2分） C（1分）

（5）Y（1分） ClO－ + 2e－ + H2O = Cl－ +2OH－（2分）

【解析】

試題分析：

（1）皮江法煉鎂是在高溫和真空條件下，有氧化鈣存在時(shí)，通過硅還原氧化鎂生成鎂蒸氣，并生成的固體硅酸二鈣(2CaO·SiO2)。由此該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2MgO+Si+2CaO2CaO·SiO2+ 2Mg↑。電解槽中得到的鎂蒸氣可以在氫氣氛圍中冷卻，因其他物質(zhì)均能與鎂反應(yīng)，故選D。

（2）海水中Mg以鎂離子形式存在，所以先加入熟石灰，使其轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀、過濾后加入稀鹽酸，轉(zhuǎn)化為氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，不能將溶液蒸干，因?yàn)槁然�鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，加熱促進(jìn)水解，所以待溶液中出現(xiàn)大量固體時(shí)，停止加熱，冷卻后再過濾得氯化鎂晶體，最后在干燥的HCl氣流中脫水干燥得氯化鎂固體，所以步驟先后順序是②④③⑤④①；因?yàn)槁然�鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，加熱促進(jìn)水解，所以為防止水解，在HCl氣流中加熱晶體。

（3）某溫度下Mg(OH)2的Ksp＝6.4×l012，當(dāng)溶液中c(Mg2+)≤1.0×105mol·L1可視為沉淀完全，則Ksp＝c(Mg2+)×c2 (OH－)，所以c(OH－)2≥6.4×l012/1.0×105mol·L1=64×l08，c(OH－)≥8×10-4mol/L。

（4）飽和NH4Cl溶液滴入少量的Mg(OH)2懸濁液中，看到的現(xiàn)象是白色沉淀逐漸溶解，溶液變澄清；可能的原因是因?yàn)闅溲趸�鎂的懸濁液中存在溶解平衡，氯化銨溶液水解呈酸性，酸與氫氧化鎂發(fā)生中和反應(yīng)而使其溶解；或者銨根離子與氫氧化鎂溶解產(chǎn)生的氫氧根離子結(jié)合為一水合氨，使氫氧化鎂溶解平衡中的氫氧根離子濃度減小，平衡正向移動(dòng)，沉淀溶解，離子方程式是2NH4+ +Mg(OH)2 =2 NH3H2O + Mg2+；要驗(yàn)證誰(shuí)是Mg(OH)2溶解的主要原因，選擇含有銨根離子且溶液呈中性的鹽，A、B溶液均呈酸性，與氯化銨的效果相同，D為堿性不能選，而醋酸銨溶液呈中性，加入醋酸銨，若沉淀仍溶解，則是銨根離子的作用，所以答案選C。

（5）由圖中OH—向負(fù)極移動(dòng)，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極；原電池中，ClO- 在正極發(fā)生還原反應(yīng)，與水結(jié)合生成氯離子和氫氧根離子，ClO－ + 2e－ + H2O = Cl- +2OH－。