高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其化合物 微考點(diǎn)19 鎂及其化合物的性質(zhì)和海水提取鎂的工藝流程練習(xí)（含解析）試題

微考點(diǎn)19鎂及其化合物的性質(zhì)和海水提取鎂的工藝流程1．(2020·柳州調(diào)研)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂條于其中探究Mg的活潑性B．將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成C．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀D．將鎂蒸氣在氮?dú)庵欣鋮s得到鎂粉2．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)3．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是()A．制鈉：以海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：以海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁4．海水綜合利用要符合可持續(xù)發(fā)展的原則，其聯(lián)合工業(yè)體系(部分)如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．①中可采用蒸餾法B．②中可通過電解熔融氯化鎂制金屬鎂C．③中提取溴只須蒸餾即可D．④的產(chǎn)品可生產(chǎn)鹽酸、漂白液等5．某同學(xué)將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應(yīng)原理，該同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)并觀察到相關(guān)現(xiàn)象，由此得出的結(jié)論不合理的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象結(jié)論A將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)反應(yīng)中有NH3產(chǎn)生B收集產(chǎn)生的氣體并點(diǎn)燃，火焰呈淡藍(lán)色反應(yīng)中有H2產(chǎn)生C收集氣體的同時(shí)測得溶液的pH為8.6弱堿性溶液中Mg也可被氧化D將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaOH溶液中有氣泡產(chǎn)生弱堿性溶液中OH－氧化了Mg6.(2020·湖北月考)某研究性學(xué)習(xí)小組為了探索鎂粉與溴水反應(yīng)的機(jī)理，做了如下四組實(shí)驗(yàn)：①將鎂粉投入冷水中，未見任何現(xiàn)象；②將鎂粉放入溴水中，觀察到的只是開始時(shí)產(chǎn)生極少量的氣泡，但溴水的顏色會(huì)逐漸褪去；③將鎂粉放入液溴中，未觀察到任何明顯現(xiàn)象；④向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到溴的紅棕色很快褪去。則下列關(guān)于鎂與溴水的反應(yīng)機(jī)理的論述中正確的是()A．鎂粉與液溴反應(yīng)B．鎂粉在水的催化下與溴發(fā)生反應(yīng)C．產(chǎn)生極少量的氣泡是由于鎂粉與水反應(yīng)得到的D．鎂粉只與溴水中的酸反應(yīng)7．(2019·高密一中月考)如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程?；卮鹩嘘P(guān)問題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_______________________________________。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化________，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是______________________和____________________。(3)沉淀混合物為________和________(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填字母)。A．電解法 B．氧氣還原法C．碳還原法 D．分解法8．(2019·濟(jì)寧育才中學(xué)月考)鎂及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)、國防建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的________，還生成少量的________(填化學(xué)式)。(2)CH3MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑，其中鎂的化合價(jià)為________，CH3MgCl水解時(shí)除生成甲烷外，還生成一種堿和一種鹽。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________________。(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考慮雜質(zhì))為原料制備Mg(OH)2和CaCO3的工藝流程如下：“煅燒”時(shí)稱取27.6g白云石，高溫加熱到質(zhì)量不再變化，收集到的CO2為6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，若工藝中不考慮Ca、Mg損失，則Mg(OH)2和CaCO3的質(zhì)量分別為________、________。9．(2020·汕頭月考)Mg(OH)2可用于制造防火材料。工業(yè)上，以蛇紋石為原料制備氫氧化鎂的工藝流程如下：已知：①蛇紋石的主要成分為3MgO·2SiO2·2H2O，還有少量Fe2O3、FeO、CaO和Al2O3。②幾種金屬氫氧化物沉淀的pH如下：M(OH)nFe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開始沉淀的pH7.01.93.49.1完全沉淀的pH9.03.24.711.1(1)酸A宜選擇________(填字母)；加入酸A適當(dāng)過量，但不宜過多，其原因是__________。a．硝酸 b．稀硫酸c．鹽酸 d．氫碘酸(2)試劑B可選擇NaClO。用離子方程式表示加NaClO的目的：___________________。(3)試劑C可能是MgCO3或MgO，加入過量試劑C的目的是________________________。濾液A中含有的陽離子主要是________________(填離子符號(hào))。(4)向過濾Ⅱ所得濾液中加入一定量氨水，鎂離子的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。寫出鎂離子沉淀的離子方程式：__________________________________________________。溫度高于50℃時(shí)，Mg2＋的轉(zhuǎn)化率降低，其主要原因是________________________________________________________________________。(5)若濾渣B只含兩種物質(zhì)，且濾渣B的總物質(zhì)的量為bmol；試劑C為MgO。原礦石中鎂元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，現(xiàn)有100t這種礦石，按上述流程制備氫氧化鎂，理論上制得Mg(OH)2的質(zhì)量為____________________kg(用含a、b的代數(shù)式表示)。10．(2019·濟(jì)南一中質(zhì)檢)硼及其化合物具有重要的工業(yè)用途。某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收鎂和其中另一種金屬單質(zhì)A的工藝流程如圖：部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如表：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4請(qǐng)回答下列問題：(1)濾液Ⅰ中所含陰離子主要是________；可回收到的金屬A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________________________________________________________________。(2)試劑B為________；“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(要求寫出兩條措施)。(3)濾液Ⅱ所含金屬離子為________________，調(diào)pH時(shí)需要調(diào)多次，第一次調(diào)pH主要是為了除去________________________________________________________________________。(4)Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上有廣泛的用途，可用NaClO3與MgCl2制備，已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。①寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________。②將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)之比混合制備Mg(ClO3)2，簡述可制備Mg(ClO3)2的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案精析1．B2．B[電解MgCl2時(shí)，陽極產(chǎn)生Cl2；加熱脫水過程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2＋水解，應(yīng)在HCl氣體氛圍中脫水；①、③、⑥分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)。]3．B4．C[海水中含有NaCl、MgCl2等多種鹽類，可采用蒸餾法淡化海水，獲得淡水，A項(xiàng)正確；Mg是活潑金屬，電解飽和MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，得不到金屬M(fèi)g，應(yīng)采用電解熔融MgCl2的方法制備金屬M(fèi)g，B項(xiàng)正確；海水中溴元素以Br－形式存在，提取溴時(shí)要加入氧化劑將Br－氧化成Br2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯堿工業(yè)以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)，反應(yīng)為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，NaOH與Cl2反應(yīng)可制取漂白液，H2和Cl2反應(yīng)生成HCl，再用水吸收可生產(chǎn)鹽酸，D項(xiàng)正確。]5．D6．B[由①知鎂粉與水不反應(yīng)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由③知鎂粉與液溴不反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由②知開始時(shí)產(chǎn)生極少量的氣泡，溴水的顏色會(huì)逐漸褪去，鎂粉與溴水中的酸反應(yīng)，但主要與溴水中的溴反應(yīng)，同時(shí)結(jié)合④知水在反應(yīng)中作催化劑，故D項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確。]7．(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋(或FeCl2)會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx會(huì)引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(－,3)(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A8．(1)MgOMg3N2(2)＋22CH3MgCl＋2H2O=2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2(3)8.7g15g解析(1)鎂能在氧氣、二氧化碳、氮?dú)庵腥紵?，Mg與O2、CO2反應(yīng)均生成MgO，且氧氣的氧化性比氮?dú)鈴?qiáng)，所以單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的MgO，還生成少量的Mg3N2。(2)CH3MgCl中Cl為－1價(jià)，H為＋1價(jià)，C為－4價(jià)，則鎂的化合價(jià)為＋2價(jià)，CH3MgCl水解時(shí)除生成甲烷外，還生成一種堿和一種鹽，則該堿一定是氫氧化鎂，該鹽一定是氯化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH3MgCl＋2H2O=2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2。(3)“煅燒”時(shí)稱取27.6g白云石，高溫加熱到質(zhì)量不再變化，收集到的CO2為6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則CO2的物質(zhì)的量為0.3mol。由碳原子守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3mol,100g·mol－1×n(CaCO3)＋84g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6g，解得n(CaCO3)＝0.15mol，n(MgCO3)＝0.15mol，若工藝中不考慮Ca、Mg損失，則Mg(OH)2的質(zhì)量為58g·mol－1×0.15mol＝8.7g、CaCO3的質(zhì)量為100g·mol－1×0.15mol＝15g。9．(1)b加入過多酸A，消耗試劑C和氨水增多，成本增大(2)2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(3)使Al3＋、Fe3＋完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3、Fe(OH)3NHeq\o\al(＋,4)(4)Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)溫度高于50℃，氨水揮發(fā)和NH3·H2O分解的速率增大(5)58×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3b,2000)＋\f(1000a,24)))解析分析礦石成分知，加入酸A的目的是溶解金屬氧化物，同時(shí)將鈣離子沉淀。沉淀時(shí)將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀。(1)酸A宜選擇稀硫酸，將雜質(zhì)鈣離子轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，故選b。加入試劑C、氨水是調(diào)節(jié)溶液的pH，若酸溶時(shí)加入過多的硫酸，會(huì)消耗大量的試劑C、氨水等，增大生產(chǎn)成本。(2)濾液呈酸性，其離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(3)加入碳酸鎂或氧化鎂，使鐵離子、鋁離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀。濾液A中主要的陽離子是銨根離子。(4)硫酸鎂與氨水反應(yīng)的離子方程式為Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)。50℃之前，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，鎂離子轉(zhuǎn)化率增大；在50℃之后，隨著溫度升高，氨水揮發(fā)和NH3·H2O分解的速率增大，氨水濃度是影響Mg2＋轉(zhuǎn)化率的主要因素，反應(yīng)物濃度減小，故鎂離子轉(zhuǎn)化率降低。(5)根據(jù)電荷守恒知，3MgO＋2Fe3＋＋3H2O=3Mg2＋＋2Fe(OH)3,3MgO＋2Al3＋＋3H2O=2Al(OH)3＋3Mg2＋。加入試劑C的物質(zhì)的量：2n(C)＝3n(Al3＋)＋3n(Fe3＋)，n(Mg2＋)＝eq\f(3nAl3＋＋3nFe3＋,2)。根據(jù)鎂元素質(zhì)量守恒知，m[Mg(OH)2]＝(eq\f(3b,2)mol＋eq\f(100×106g×a%,24g·mol－1))×58g·mol－1＝58×(eq\f(3b,2000)＋eq\f(1000a,24))kg。