Question

（14分）鎂、鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。
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(shè)計了如下
流程步驟：

主要的步驟總結(jié)如下：①把貝殼制成石灰乳 ②往母液中加石灰乳，沉降、過濾，得到Mg(OH)₂沉淀 ③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾，將制得的晶體脫水得無水MgCl₂
④將得到的產(chǎn)物熔融后電解。
（1）下列說法不正確的是__________________（填代號）

A．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富

B．進行①②③步驟的目的是從海水中提取氯化鎂

C．第④步電解法制取鎂是由于鎂是很活潑的金屬

D．以上制取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)

（2）步驟②不夠合理，理由是                                                 
Ⅱ．（1）鋁、空氣、海水可組成一種電池，廣泛用于制造航標燈。此電池正極的電極反應(yīng)為                                   。
（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（漏斗已事先處理好），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(yīng)的操作及該反應(yīng)的化學方程式：
操作                                                                      
化學方程式                                                 。
（3）為確定某鋁熱劑（氧化鐵粉末和鋁粉）的組成，分別進行下列實驗。
若取10.7g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，反應(yīng)的化學方程式為                                       ，樣品中鋁的質(zhì)量是          g。
若取10.7g樣品將其點燃，恰好完全反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成的氣體體積為aL，該氣體與上小題中所得氣體的體積比等于     ∶     。

Answer 1

（14分）Ⅰ．（1）D （1分）
（2）石灰乳中的Ca(OH)₂為微溶物，制得的Mg(OH)₂不純凈。（1分）
Ⅱ．（1）（1）O₂ + 4e^－+2H₂O 4OH^－（2分）
（2）在混合物上面加入少量氯酸鉀固體，中間插入一根用砂紙打磨過的鎂條并點燃鎂條。（2分）  2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe （2分）
（3）2Al+2NaOH+2H₂O==2NaAlO₂+3H₂↑ （2分）  2.7 （2分）   2:3 （2分

試題分析：Ⅰ．（1）把貝殼制成石灰乳涉及兩步反應(yīng)，首先貝殼高溫分解制成氧化鈣，然后氧化鈣與水結(jié)合制成石灰乳；在引入的海水中加石灰乳后，石灰乳的主要成分氫氧化鈣與海水中的鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀；氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂；電解熔融的氯化鎂得到金屬鎂。分析上述轉(zhuǎn)化過程，可知反應(yīng)中沒有涉及置換反應(yīng)，D不正確，其余選項都是正確的，答案選D。
（2）由于石灰乳中的Ca(OH)₂為微溶物，所以制得的Mg(OH)₂不純凈，因此步驟②不夠合理。
Ⅱ．（1）鋁是活潑的金屬，作負極，空氣在正極通入，所以正極電極反應(yīng)式是O₂ + 4e^－+2H₂O 4OH^－。
（2）鋁熱反應(yīng)的正確操作是：在混合物上面加入少量氯酸鉀固體，中間插入一根用砂紙打磨過的鎂條并點燃鎂條，反應(yīng)的化學方程式是2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe。
（3）鋁熱劑中和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是單質(zhì)Al，所以反應(yīng)的化學方程式是
2Al+2NaOH+2H₂O＝2NaAlO₂+3H₂↑。氫氣的物質(zhì)的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，因此根據(jù)方程式可知，Al的物質(zhì)的量是0.1mol，質(zhì)量是2.7g。發(fā)生鋁熱反應(yīng)后生成單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量是0.1mol，因此鐵再和酸反應(yīng)生成的氫氣是0.1mol，所以所得氣體的體積比等于2︰3。
點評：在鋁熱反應(yīng)的有關(guān)計算中，應(yīng)該利用電子的得失守恒進行有關(guān)計算，但在該題中，由于鐵和稀硫酸反應(yīng)失去2個電子，而不是3個電子，所以如果直接利用電子得失守恒則很容易得出1︰1的錯誤結(jié)論。因此在具體的計算中，還需要具體問題具體分析，靈活運用。