Question

13．鎂將成為21世紀重要的輕型環保材料，我國海洋中含有非常豐富的鎂資源．從海水中提取鎂的流程如下：
海水中的氯化鎂$→_{過濾}^{加熟石灰}$氫氧化鎂$→_{蒸發結晶}^{鹽酸}$MgCl₂$\stackrel{通電}{→}$Mg
（1）整個流程中共涉及2個基本反應類型．寫出上述流程中由氯化鎂得到金屬鎂的化學方程式．
（2）金屬鎂是一種比較活潑的金屬．如鎂在二氧化碳中能燃燒生成氧化鎂和一種黑色固體單質．
①若用金屬鎂測定空氣中氧氣的含量，所得結果和實際值相比偏大（選填“偏大”“偏小”或“不變”）．
②根據上述信息我們對燃燒條件有了哪些新的認識（寫出一條即可）．
（3）老師每次做有關鎂的實驗時都會強調：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呢？
猜想：①可能是氧化鎂；②可能是Mg₂（OH）₂CO₃，③可能是氫氧化鎂．
根據已有知識小趙認為猜想①是錯誤的，其理由是因為氧化鎂通常為白色固體．
實驗探究：小趙對灰黑色物質進行加熱，發現試管口有無色液滴出現，產生使澄清石 灰水變渾濁的氣體，同時試管內生成白色固體．
實驗分析：實驗后，小趙認為③的猜測也是錯誤的，其理由是石灰水變渾濁的現象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素．
査閱資料得出結論：Mg₂（OH）₂CO₃可以加熱分解，產物均為氧化物，據此請你寫出 Mg₂（OH）₂CO₃分解的化學方程式Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．
（4）某同學用部分被氧化的鎂條10g放在足量的稀硫酸中充分反應后，共收集到0.6g 的氫氣，請計算出該鎂條中氧化鎂的質量分數（假設鎂只與氧氣反應）．

Answer 1

分析 （1）根據反應過程并結合反應類型的知識進行分析；
（2）根據測定空氣中氧氣的含量的原理及鎂的性質分析．鎂不僅與氧氣反應，還能與氮氣反應；
（3）猜想：根據物質顏色對猜想進行判斷；
實驗分析：根據探究實驗結果，對猜想進行判斷；
查閱資料得出結論：根據反應的特點，分析反應的生成物，完成反應化學方程式的書寫；
（4）根據鎂與H₂SO₄反應的化學方程式和生成氫氣的質量，計算出參與反應的鎂的質量，而得到氧化鎂的質量，最后求出鎂條中氧化鎂的質量分數．

解答 解：（1）由制備流程可知，氯化鎂和氫氧化鈣反應、氫氧化鎂和鹽酸反應都屬于復分解反應；氯化鎂晶體失去結晶水、MgCl₂通電會生成鎂和氯氣都屬于分解反應；由氯化鎂得到金屬鎂的化學方程式：MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
故填：2；MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）①在測定空氣中氧氣體積分數時用的可燃物只能與氧氣反應，不能與空氣中其它成分反應．鎂不僅能與氧氣反應還能與氮氣反應，這樣會導致水面上升超過$\frac{1}{5}$，結果偏大；
故填：偏大；
②有以上可知，燃燒不一定需要氧氣；
（3）猜想：氧化鎂通常為白色固體與鎂表面呈灰色的現實不相符，因此猜想不成立；
故答案為：因為氧化鎂通常為白色固體；
實驗分析：實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，說明灰黑色物質分解出二氧化碳氣體，則物質中含有C元素，而猜想的氫氧化鎂在組成元素上不含C元素，因此猜想不成立；故故答案為：石灰水變渾濁的現象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素；
查閱資料得出結論：Mg₂（OH）₂CO₃加熱分解的產生均為氧化物，則分解生成MgO、H₂O、CO₂三種物質；
故答案為：Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑；
（4）設鎂的質量為x
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24                         2
x                         0.6g
$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.6g}$
x=7.2g
鎂條中氧化鎂的質量分數為：$\frac{10g-7.2g}{10g}×100%$=28%
答：鎂條中氧化鎂的質量分數為28%．

點評 本題考查了基本反應類型的判斷、根據化學方程式的有關計算以及明確物質之間的反應是解本題關鍵，題目難度較大．