课时作业16 镁的提取及应用.docx
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课时作业16镁的提取及应用
课时作业16 镁的提取及应用
时间：
45分钟 满分：
100分
一、选择题（本题包括14小题，每小题4分，共56分，每题有1—2个选项符合题意。
）
1．在海水中提取镁未涉及的反应是（ ）
A．MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2
B．Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．MgCl2＋2Na===2NaCl＋Mg
D．MgCl2
Mg＋Cl2↑
解析：
由MgCl2制Mg是通过电解反应制备的。
故正确答案为C。
答案：
C
2．镁及其合金由于具有优良的性能被广泛用于航空航天工业中，被誉为“国防金属”，由于很多国家陆地上镁矿较少，难以满足工业生产需求，从海水中提取单质镁逐渐发展为世界上镁的一种主流生产方法，下列从海水中提取镁的正确途径是（ ）
A．海水
Mg（OH）2
Mg
B．海水
MgCl2
Mg
C．海水
Mg（OH）2
MgCl2
Mg
D．海水
MgCl2
Mg
解析：
海水提取镁要考虑综合经济效益，表现在用廉价的石灰乳而不用NaOH使Mg2＋沉淀，电解熔融的MgCl2，而不是电解熔融的氧化物，因MgO的熔点太高，熔化时耗能大。
根据海水提取镁的原理，是先将海水中Mg2＋转化为Mg（OH）2，再将Mg（OH）2进一步转化为无水MgCl2，最后电解熔融的MgCl2得到镁，可判断C正确。
答案：
C
3．镁着火时，可用来灭火的物质是（ ）
A．N2 B．CO2
C．沙土D．煤油
解析：
由Mg的性质知N2、CO2都能与Mg反应，故不能用来灭火；煤油本身为易燃物，更不能用来灭火。
答案：
C
4．下列关于镁的叙述中，不正确的是（ ）
A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光
B．由于镁能跟空气中的氧气反应，所以必须密封保存
C．能跟盐酸反应放出氢气
D．镁合金密度小但强度大，大量用于火箭、飞机等部件
解析：
镁能跟空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁没有必要密封保存。
答案：
B
5．下列哪种方法可以制取镁（ ）
A．MgO＋AlB．电解熔融的MgCl2
C．加热MgCl2D．MgO＋C（高温）
解析：
电解熔融的MgCl2可以制取镁。
答案：
B
6．从海水中提取镁的步骤是：
①将贝壳制成石灰乳；②在海水中加入石灰乳得到沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应；④将③中产物熔融电解。
下列说法不正确的是（ ）
A．此法优点是原料来源丰富
B．前三个步骤是为了得到MgCl2
C．第④步电解时可得到Cl2
D．此过程中涉及到的反应有分解反应，化合反应和置换反应
解析：
原料是海水和海边的贝壳，故来源丰富。
在此过程中CaCO3
CaO＋CO2↑是分解反应，CaO＋H2O===Ca（OH）2是化合反应，Ca（OH）2＋MgCl2===Mg（OH）2↓＋CaCl2是复分解反应，Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O也是复分解反应，MgCl2
Mg＋Cl2↑是氧化还原反应也是分解反应，无置换反应。
答案：
D
7．下列说法不正确的是（ ）
A．通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁
B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C．氧化镁是优质的耐火材料
D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
解析：
金属镁密度小，但含镁5%～30%的镁铝合金不仅质轻，而且比纯铝更坚硬，强度更大，又容易加工，被广泛应用于飞机工业。
答案：
D
8．某碱式碳酸镁[Mg（OH）2·xMgCO3]固体31g恰好与100mL8mol/L的盐酸反应生成MgCl2溶液，则x的值为（ ）
A．1B．2
C．3D．4
解析：
MgCl2中2n（Mg2＋）＝n（Cl－），即
×（x＋1）＝
，
解得x＝3。
答案：
C
9．在氯化镁溶液中，分别投入下列各物质，既有沉淀出现又有气体产生的是（ ）
A．氯化钠B．金属钠
C．碳酸钠D．氢氧化钠
解析：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，
MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl。
答案：
B
10．将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中，同温同压下产生气体的体积比是（ ）
A．1∶2∶3B．6∶3∶2
C．3∶1∶1D．1∶1∶1
解析：
由题意知在反应中酸不足，但Na除了与酸反应外，还会与H2O反应，所以钠完全反应。
0.3molNa生成0.15molH2，而Mg和Al都是酸不足，0.1molHCl生成0.05molH2，故生成氢气的体积比为0.15∶0.05∶0.05＝3∶1∶1。
答案：
C
11．一定量的Mg和MgO的混合物投入100mL2mol/L的稀盐酸中完全溶解后，再向反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，要使Mg元素全部沉淀出来，所加入的NaOH溶液的体积最小是（ ）
A．100mL
B．50mL
C．25mL
D．由于Mg、MgO的质量未知无法判断
解析：
Mg元素全部沉淀后，溶液中只有NaCl，其中Na＋全部来自于NaOH溶液，其中Cl－全部来自于稀HCl，且有
n（NaOH）＝n（HCl）＝0.100L×2mol/L＝0.2mol＝c（NaOH）·V（NaOH），所以V（NaOH）＝
＝0.05L＝50mL。
答案：
B
12．下列有关镁及其化合物的离子方程式书写正确的是（ ）
A．MgCO3与盐酸反应：
CO
＋2H＋===CO2↑＋2H2O
B．Mg（OH）2与H2SO4反应：
Mg2＋＋2OH－＋2H＋＋SO
===MgSO4↓＋2H2O
C．镁与醋酸反应：
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
D．工业上以海水为原料制取Mg（OH）2：
Ca（OH）2＋Mg2＋===Mg（OH）2↓＋Ca2＋
解析：
MgCO3和Mg（OH）2都是难溶性物质，醋酸为弱电解质，在写离子方程式时不能拆成离子形式，MgSO4是可溶性的盐，在写离子方程式时要拆成Mg2＋和SO
的形式，A、B、C选项中的方程式都错误；工业上以海水为原料制取Mg（OH）2时，要在海水中加入石灰乳，而不是石灰水，所以Ca（OH）2不能拆成离子的形式。
答案：
D
13．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。
“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。
据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是（ ）
A．Mg
Mg（NO3）2
B．Mg
MgCl2
Mg（OH）2
Mg（NO3）2
C．Mg
MgO
Mg（NO3）2
D．Mg
MgSO4
Mg（NO3）2
解析：
根据题干信息，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。
其中从经济角度考虑，B最不合算，用了除Mg外的三种化学试剂，其次是D不合算，用了两种较贵的化学试剂；从环保角度考虑，A和D分别产生氮的氧化物和二氧化硫，而B需要使用对环境造成污染的Cl2；从技术角度来看，D中Ba（NO3）2溶液的量较难控制；C用的O2较廉价，用稀HNO3溶解MgO后剩余的HNO3较易除去。
答案：
C
14．由锌、铁、铝、镁4种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的H2在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（ ）
A．锌B．铁
C．铝D．镁
解析：
本题可用极值法求解。
锌、铁、铝、镁各为10g，与足量的盐酸反应生成的H2分别是3.4L、4L、12.4L、9.3L，生成气体有大于11.2L的和小于11.2L的，而大于11.2L的只有Al，所以必定有铝。
答案：
C
二、非选择题（本题包括4小题，共44分。
）
15．（6分）金属镁能在氮气中燃烧，燃烧产物为氮化镁，化学式为Mg3N2，其中N的化合价为________，Mg3N2与水反应生成Mg（OH）2和NH3，请分别写出Mg3N2与水和足量的盐酸反应的化学方程式
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
解析：
Mg3N2与盐酸的反应可以分为两步，Mg3N2与水反应：
Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑，生成的Mg（OH）2与盐酸反应：
Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，生成的NH3与盐酸反应：
NH3＋HCl===NH4Cl。
再将这三个化学方程式合并即可。
答案：
－3价 Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑ Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl
16．（10分）从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图。
试回答下列问题：
（1）写出用海滩上的贝壳制Ca（OH）2的化学方程式：
________________。
（2）写出电解饱和NaCl溶液的化学方程式：
________________________。
（3）将电解生成的氯气通入石灰乳可制得漂白粉，其反应的化学方程式：
______________________________。
（4）用海滩上的贝壳制Ca（OH）2而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到什么问题？
________________。
（5）从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在____________________。
答案：
（1）CaCO3
CaO＋CO2↑
CaO＋H2O===Ca（OH）2
（2）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
（4）就近取材，降低成本 （5）海边
17．（12分）某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。
他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：
（1）方案一：
选用镁粉作试剂。
①往废水中逐渐加入镁粉，当观察到______________时，说明加入镁粉的量已经足够。
②接下来的操作依次是______________和蒸发。
（2）方案二：
选用氢氧化钠溶液作试剂。
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当________________时，停止加入氢氧化钠溶液。
②为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是过滤、洗涤沉淀。
其中洗涤沉淀的操作是____________________。
③往洗涤过的沉淀中加入硫酸到沉淀恰好完全溶解时停止滴加，蒸发溶剂得到硫酸镁固体。
（3）比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同？
________；原因是______________________________________________________。
答案：
（1）①镁粉有剩余（或溶液中不再有气泡产生） ②过滤
（2）①不再产生沉淀（或沉淀不再增加）
②向漏斗的沉淀中注入蒸馏水，使水浸没沉淀物，等水流完后，重复操作数次
（3）不同 方案一中加入镁粉，增加硫酸镁的质量
18．（16分）工业提取镁的流程如下：
（1）反应①的条件是______；物质A的化学式是：
________。
（2）操作a的名称是：
________；举出氧化镁的一个用途：
________。
（3）反应②⑥的化学方程式：
②__________________；⑥________________；反应③的离子方程式______________。
（4）获得HCl的反应为2CH4＋O2＋4Cl2===2CO＋8HCl（不考虑其他反应）。
事实上，生产中HCl可以循环使用。
试从理论上分析是否需要补充HCl，并简要说明理由。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
解析：
碳酸钙在高温下分解生成CaO；CaO和H2O反应生成Ca（OH）2；Ca（OH）2加到卤水中生成Mg（OH）2，Mg（OH）2和HCl反应生成MgCl2，电解MgCl2生成Mg。
答案：
（1）高温 CaO
（2）过滤 耐火材料
（3）CaO＋H2O===Ca（OH）2
MgCl2（熔融）
Mg＋Cl2↑
Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓
（4）不需要补充HCl，因为Cl2～2HCl～Mg（OH）2～MgCl2～Cl2，依据Cl元素守恒可以看出理论上不需要补充HCl。
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