镁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用前景。
(一)镁及其化合物的广泛应用
(1)金属镁可以用于制造信号弹和焰火,因其燃烧时发出____
(2)工业上通过反应:,得到金属镁,反应中电能转化为___能
(3)用不锈钢、合成橡胶、氧化镁等材料制造的飞机轮胎属于___材料。
(4)用含有Mg(OH)2的药物治疗胃酸过多,该反应的化学方程式为_________.
(5)碳酸镁可作阻燃剂,其可能的原因是____(选填序号)。
a 分解时吸热,降低可燃物的着火点
b 生成的固体覆盖燃烧物,隔绝氧气
(二)碳酸镁水合物的制备
MgCO3· 3H2O是制备镁产品的中间体。工业上从碱性卤水(主要成分为MgCl2中获取MgCO3·3H2O的方法如图1所示。
(1)“沉淀”过程的pH随时间的变化如图2所示,其操作为;向卤水中通入CO2至饱和然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2,由此判断卤水的碱性比NaOH溶液_____(“强”或“弱”)。
(2)“沉淀”时生成MgCO3 ·3H2O的总反应化学方程式为_____
(3)证明沉淀已经洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤所得滤液,先加足量稀HNO3滴加____溶液,无现象。
(三)样品成分的分析
在烘干时,会有部分MgCO3·3H2O转化为碱式碳酸镁晶体Mga(OH)b(CO3)c · dH2O.为测定Mga(OH)b(CO3)c · dH2O的组成,称取18.46g固体混合物,在科研人员的指下用下图装置进行热分解实验,并记录实验数据于下表中。
温度/℃ | 室温 | 190 | 450 |
浓硫酸 | 150.00 | 155.40 | 156.30 |
碱石灰 | 100.00 | 100.00 | 106.16 |
(资料)
①MgCO3·3H2O在190℃完全失去结晶水;MgCO3;在400℃完全分解生成两种氧化物。
②Mga(OH)b(CO3)c · dH2O在210℃以下不分解:450℃完全分解生成三种氧化物。
(1)装配好实验装置后,先要______
(2)加热前后及过程中均通入N2,停止加热后继续通N2的目的是__
(3)计算a:c=___,Mga(OH)b(CO3)c · dH2O中结晶水的质量为___g
(4)若实验中缺少D装置,则α:c的值____选填“偏大”、“偏小”或“不变”
(5)MgCO3·3H2O受热转化为碱式碳酸镁晶体Mga(OH)b(CO3)c · dH2O的化学方程式为______。
答案:
耀眼的白光 化学 复合 b 弱 AgNO3 检查装置的气密性 将反应生成的水、二氧化碳全部赶入B、C装置充分吸收,减少误差 5:4 0.72 偏小
【解析】
根据题给的信息读图的信息;利用信息书写化学方程式,找准反应物和生成物及反应条件;利用质量守恒定律进行计算;以及实验装置中气体的排出,防止空气中的物质干扰实验结果,为减少误差等知识进行分析作答。
(一)(1)镁燃烧时发出耀眼的白光;
(2)根据反应:,电能转化为化学能;
(3)飞机轮胎属于复合材料;
(4)用含有Mg(OH)2的药物治疗胃酸过多,胃酸的成分是盐酸,反应的化学方程式为;;
(5)a、分解时吸热,降低可燃物的温度,使环境温度达到着火点以下,不符合题意;
b、碳酸镁高温分解产生氧化镁和二氧化碳,生成的固体氧化镁,不可燃烧,覆盖燃烧物,隔绝氧气,符合题意。故选b。
(二)(1)如图2所示,弱碱性卤水的pH大于7,向卤水中通入CO2至饱和,pH逐渐减小,溶液的酸性增强,然后滴加NaOH溶液,会与CO2反应,同时继续通入CO2,使反应继续进行,所以判断卤水的碱性比NaOH溶液弱。
(2)根据质量守恒定律,反应物是MgCl2溶液、CO2和加入的NaOH,所以生成MgCO3 ·3H2O的总反应化学方程式为:;
(3)在产生MgCO3 ·3H2O沉淀时,溶液中有氯离子,证明已经洗涤干净就是证明没有氯离子,先加足量稀HNO3滴加AgNO3溶液,无现象,即没有氯离子;
(三)(1)装配好实验装置后,先要检查装置的气密性,保证不漏气;
(2)加热前后及过程中均通入N2,先将装置中的空气排除,减小误差,停止加热后继续通N2的目的是将反应生成的还残留装置中的水、二氧化碳全部赶入B、C装置充分吸收,减少误差;
(3)MgCO3·3H2O在190℃完全失去结晶水,MgCO3在400℃完全分解生成两种氧化物;浓硫酸增重:155.40g-150.00g=5.4g,设MgCO3·3H2O的质量为,MgCO3的质量为,MgCO3的分解产生CO2质量为,则:
,解得=13.8g, ,解得=4.4g;
,解得=8.4g;
Mga(OH)b(CO3)c · dH2O在210℃以下不分解:450℃完全分解生成三种氧化物,则Mga(OH)b(CO3)c · dH2O的质量为:18.46g-13.8g=4.66g,Mga(OH)b(CO3)c · dH2O分解生成三种氧化物的质量分别为:水:156.30g-155.40g=0.9g;CO2:106.16g-100.00g-4.4g=1.76g;MgO:4.66g-0.9g-1.76g=2g;即:质量比为2g:1.76g:0.9g=200:176:90,则Mga(OH)b(CO3)c · dH2O分解生成三种氧化物的微粒个数比为:,即n(MgO): n(CO2): n(H2O)=5:4:5,根据质量守恒定律有:a=5,b=2,c=4,d=4;Mga(OH)b(CO3)c · dH2O化学式为:;则a:c=5:4;根据H元素守恒,中结晶水的H占,所以结晶水的质量为;
(4)若实验中缺少D装置,空气中的水和二氧化碳会进入C中,导致二氧化碳的质量偏大,则a:c的值偏小;
(5)MgCO3·3H2O受热转化为水、CO2和碱式碳酸镁晶体,其化学方程式为。