Question

14．海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫，從海水中可得到多種化工原料和產(chǎn)品．
Ⅰ．海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一．從海水中制取鎂，某同學設計了如下流程步驟：

（1）寫出向海水中加入石灰乳后發(fā)生反應的離子方程式：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺．
（2）下列說法不正確的是bc（填代號） a．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富
b．電解MgCl₂溶液制鎂是由于鎂是很活潑的金屬
c．以上制取鎂的過程中涉及的反應有分解反應、化合反應和置換反應．
Ⅱ．（1）鋁、空氣、海水可組成一種電池，廣泛用于制造航標燈．此電池負極的電極反應為Al-3e^-=Al³⁺．
（2）鋁熱還原法是冶煉熔點較高的金屬的一種重要方法，焊接鋼軌即用到此法．將干燥的氧化鐵粉末和鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中（漏斗已事先用水潤濕），并架在鐵架臺上，下面放置一個盛有沙子的蒸發(fā)皿．請寫出引發(fā)鋁熱反應的操作在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點燃．
（3）為確定某鋁熱劑（氧化鐵粉末和鋁粉）中鋁的質(zhì)量分數(shù)，進行下列實驗．
若取10.8g 樣品，向其中加入足量的NaOH 溶液，測得生成的氣體（標準狀況）體積為3.36L，樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是25%．

Answer 1

分析 Ⅰ、海水加入石灰乳沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，在鹽酸溶液中濃縮蒸發(fā)得到結晶水合物，氯化氫氣流中加熱失去結晶水得到固體氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到鎂，
（1）向海水中加入石灰乳后反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，石灰乳不能寫成離子形式；
（2）從海水中制取鎂主要存在以下的轉化過程：MgCl₂ $\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂ $\stackrel{鹽酸蒸發(fā)濃縮}{→}$MgCl₂•6H₂O$\stackrel{HCl氣流中加熱}{→}$MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg，利用此過程所涉及的反應和相關信息得出正確結論；
Ⅱ、（1）原電池工作時，鋁為負極，被氧化，電極方程式為Al-3e^-=Al³⁺；
（2）Fe₂O₃與Al粉混合物發(fā)生鋁熱反應，實質(zhì)是置換反應，生成鐵和氧化鋁，引發(fā)鋁熱反應是用鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點燃，氧化鐵和鋁之間發(fā)生反應生成金屬鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（3）鋁和NaOH反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=0.15mol，根據(jù)化學方程式計算．

解答 解：Ⅰ、（1）向海水中加入石灰乳后反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，石灰乳不能寫成離子形式，反應的離子方程式為：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺，
故答案為：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂+Ca²⁺；
（2）a、原料來源于海水，故原料來源豐富，故a正確；
b、鎂是很活潑的金屬，可用電解熔融氯化鎂的電解法制得，電解氯化鎂溶液不能得到金屬鎂，故b錯誤；
c、①為分解反應和化合反應，②為復分解反應，③為復分解反應，④為分解反應，整個變化過程中無置換反應，故c錯誤，
故答案為：bc；
Ⅱ、（1）負極發(fā)生氧化反應，Al失去電子生成鋁離子，電極反應式為：Al-3e^-═Al³⁺，原電池工作時，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，
故答案為：Al-3e^-=Al³⁺；
（2）Fe₂O₃與Al粉混合物發(fā)生鋁熱反應，實質(zhì)是置換反應，生成鐵和氧化鋁，方程式為：2Al+Fe₂O₃═2Fe+Al₂O₃，引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點燃，
故答案為：在鋁熱劑的上面加少量KClO₃，中間插上鎂條并將其點燃；
（3）鋁和NaOH反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                                      3mol
n（Al）                               0.15mol
n（Al）=0.1mol，
m（Al）=27g/mol×0.1mol=2.7g，
ω（Al）=$\frac{2.7g}{10.8g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點評 本題考查鋁熱反應以及化學方程式的計算，題目難度中等，本題注意鋁熱反應的原理，注意相關方程式的書寫以及物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算方法．