Question

5．鎂及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛．
（1）從海水中提取金屬鎂，可按圖1流程進(jìn)行：

①下列說(shuō)法正確的是B（填字母）．
A．步驟Ⅰ通過一步反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)    B．步驟Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是從海水中提純氯化鎂
C．步驟Ⅴ中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能       D．該流程涉及的基本反應(yīng)類型有4種
②該流程中采取的一種降低成本且減少污染的措施是電解產(chǎn)生的Cl₂用于生產(chǎn)HCl，與Mg（OH）₂發(fā)生中和反應(yīng)．
（2）某化學(xué)興趣小組對(duì)某種堿式碳酸鎂晶體的組成進(jìn)行探究．
【查閱資料】①堿式碳酸鎂晶體可以表示為xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O；②Mg（OH）₂、MgCO₃受熱均能分解生成對(duì)應(yīng)的氧化物；③堿石灰是固體氫氧化鈉和生石灰等物質(zhì)的混合物．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，假設(shè)每步反應(yīng)和吸收均進(jìn)行完全．

	裝置C的質(zhì)量	裝置D的質(zhì)量
步驟③	292.4g	198.2g
步驟⑥	296.9g	207.0g

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取23.3g堿式碳酸鎂晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
①連接好裝置并檢查氣密性．
②裝入藥品，打開活塞K，通入一段時(shí)間空氣．③分別稱量裝置C、D的質(zhì)量（數(shù)據(jù)見右表）．
④關(guān)閉活塞K，點(diǎn)燃酒精燈，使堿式碳酸鎂晶體完全分解．
⑤停止加熱，同時(shí)打開活塞K，通入空氣至恢復(fù)到室溫．
⑥再次分別稱量裝置C、D的質(zhì)量（數(shù)據(jù)見表）．
【實(shí)驗(yàn)分析】
①裝置A的作用為除去空氣中的二氧化碳和水，裝置D的作用為吸收反應(yīng)生成的二氧化碳．
②反應(yīng)后，裝置B中的剩余固體是MgO（或氧化鎂），質(zhì)量為10g．
③該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=4：1：4（寫最簡(jiǎn)整數(shù)比）．

Answer 1

分析 （1）①步驟Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是從海水中提純氯化鎂，其中牽扯的化學(xué)方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；CaO+H₂O=Ca（OH）₂；Ca（OH）₂+MgCl₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O；化合反應(yīng)的特點(diǎn)“多變一”；分解反應(yīng)的特點(diǎn)“一變多”；復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn)是兩種化合物相互交換成分，生成另外兩種化合物；置換反應(yīng)的特點(diǎn)是單質(zhì)和化合物生成單質(zhì)和化合物，由此可知該過程無(wú)置換反應(yīng)；
②電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，實(shí)現(xiàn)鹽酸循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染；
（2）①根據(jù)A、D裝置的藥品及作用解答；
②根據(jù)堿式碳酸鎂晶體受熱分解的產(chǎn)物和生成水和二氧化碳的質(zhì)量解答；
③根據(jù)生成水的質(zhì)量為：4.66g-3.94g=0.72g，堿式碳酸鎂的相對(duì)分子質(zhì)量為：84x+58y+18z，以及鎂、碳、氫元素的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答 解：（1）①A、CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；CaO+H₂O=Ca（OH）₂步驟Ⅰ通過兩步反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)；
B、步驟Ⅱ、Ⅲ可得到氫氧化鎂沉淀，步驟Ⅳ加入鹽酸，可得到氯化鎂，故B正確；
C、步驟Ⅴ中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，說(shuō)法錯(cuò)誤，應(yīng)為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
D、在此流程中涉及的基本反應(yīng)類型有3種，無(wú)置換反應(yīng)．故選B；
②降低成本、減少污染的措施要從產(chǎn)物的充分利用，節(jié)約能源方面考慮．如電解產(chǎn)生的氯氣用于生產(chǎn)HCl，再與Mg（OH）₂發(fā)生中和反應(yīng)；
故填：電解產(chǎn)生的Cl₂用于生產(chǎn)HCl，與Mg（OH）₂發(fā)生中和反應(yīng)
（2）
①堿石灰的作用是除去空氣中的二氧化碳和水；D的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳；故填除去空氣中的二氧化碳和水；吸收反應(yīng)生成的二氧化碳
②堿式碳酸鎂晶體受熱分解生成氧化鎂、二氧化碳和水，反應(yīng)生成水的質(zhì)量296.9g-2924g=4.5g；生成二氧化碳的質(zhì)量207.0g-198.2g=8.8g；
所以生產(chǎn)氧化鎂的質(zhì)量=23.3g-4.5g-8.8g=10g．故填氧化鎂；10g
③鎂元素的質(zhì)量為：10g×$\frac{24}{40}$×100%=6g，
碳元素的質(zhì)量為：8.8g$\frac{12}{44}$×100%=2.4g，
氫元素的質(zhì)量為：4.5g×$\frac{2}{18}$×100%=0.5g，
則有：
23.3g×$\frac{（x+y）×24}{84x+58y+18z}$×100%=6g，
23.3g×$\frac{12x}{84x+58y+18z}$×100%=2.4g，
23.3g×$\frac{2z}{84x+58y+18z}$×100%=0.5g，
解得：x=4，y=1，z=4，該堿式碳酸鎂晶體[xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O]中，x：y：z=4：1：4；故填4：1：4．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)屬于鹽的性質(zhì)中實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，不僅要把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�還要加強(qiáng)記憶除去常用離子的方法，從而突破難點(diǎn)．有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確，本考點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．