2022新高考化學(xué)微題型《加練半小時》第3章微題型25鎂及其化合物、海水提鎂及工藝流程

這是一份2022新高考化學(xué)微題型《加練半小時》第3章微題型25鎂及其化合物、海水提鎂及工藝流程，共7頁。試卷主要包含了如圖為海水制鎂的工藝流程示意圖，Mg2可用于制造防火材料，硼及其化合物具有重要的工業(yè)用途等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1．(2020·柳州調(diào)研)某同學(xué)通過系列實驗探究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．將鎂蒸氣在氮氣中冷卻得到鎂粉
2．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)做了以下實驗并觀察到相關(guān)現(xiàn)象，由此得出的結(jié)論不合理的是( )
3.(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，做了如下四組實驗：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產(chǎn)生極少量的氣泡，但溴水的顏色會逐漸褪去；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)
命題角度2 海水提鎂
4．某工廠用提取粗鹽后的鹽鹵(主要成分為MgCl2)制備金屬鎂，其工藝流程如下。
eq \x(鹽鹵)eq \(―――――→,\s\up7(足量的石灰漿),\s\d5(操作①))eq \x(Mg?OH?2)eq \(――――→,\s\up7(適量鹽酸))eq \x(MgCl2溶液)eq \(―――→,\s\up7(操作②))eq \x(MgCl2·6H2O)eq \(―――→,\s\up7(HCl氣流),\s\d5(操作③))eq \x(MgCl2)eq \(――→,\s\up7(電解),\s\d5(操作④))eq \x(Mg)
下列說法錯誤的是( )
A．在實驗室實施操作①需要的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒
B．Mg(OH)2―→MgCl2的離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
C．操作②是將MgCl2溶液蒸干后冷卻結(jié)晶
D．操作④陰極和陽極產(chǎn)物的質(zhì)量比是24∶71
5．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：
下列說法不正確的是( )
A．用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富
B．步驟⑥電解MgCl2時陰極產(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)
6．如圖為海水制鎂的工藝流程示意圖。下列敘述不正確的是( )
A．“石灰窯”“消化池”發(fā)生的依次是吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
B．“過濾器”的母液中主要是CaCl2溶液，可直接返回海洋
C．“中和”時反應(yīng)的離子方程式為H＋＋OH－===H2O
D．電解槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑
命題角度3 工業(yè)工藝流程
7．以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：
已知浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是( )
A．浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行
C．流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl
D．分離Mg2＋與Al3＋、Fe3＋是利用了它們氫氧化物Ksp的不同
8．(2021·濟(jì)寧月考)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。
回答有關(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
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：
(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)。
(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，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bml；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溶液的pH如表：
請回答下列問題：
(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．B 2.D 3.B 4.C 5.B 6.C 7.B
8．(1)提高酸浸速率 (2)Fe2＋(或FeCl2) 會產(chǎn)生污染性氣體NOx 會引入雜質(zhì)離子NOeq \\al(－,3) (3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A
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)調(diào)節(jié)pH使Al3＋、Fe3＋完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3、Fe(OH)3 NHeq \\al(＋,4) (4)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\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\c1(\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，同時將鈣離子沉淀。沉淀時將亞鐵離子轉(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，若酸溶時加入過多的硫酸，會消耗大量的試劑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 \\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(3n?Al3＋?＋3n?Fe3＋?,2)。根據(jù)鎂元素質(zhì)量守恒知，m[Mg(OH)2]＝(eq \f(3b,2)ml＋eq \f(100×106g×a%,24g·ml－1))×58g·ml－1＝58×(eq \f(3b,2000)＋eq \f(1000a,24)) kg。
10．(1)AlOeq \\al(－,2)、OH－ (2)鹽酸 升溫、攪拌、適當(dāng)增大酸的濃度或?qū)⒐腆w研碎(任寫兩種即可) (3)Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋ Fe3＋ (4)①2NaClO3＋MgCl2===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓
②在相同溫度下，NaCl的溶解度較小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通過蒸發(fā)結(jié)晶可得
解析 (1)MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化鋁與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故堿浸后的濾液Ⅰ中含有AlOeq \\al(－,2)和OH－，最終制得的金屬A是Al，Al有3個電子層，最外層電子數(shù)為3。(2)浸出時，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來分析判斷。(3)依據(jù)表格中pH得知，最先調(diào)pH至Fe3＋完全沉淀。選項
實驗及現(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Mg
M(OH)n
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
開始沉
淀的pH
7.0
1.9
3.4
9.1
完全沉
淀的pH
9.0
3.2
4.7
11.1
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.2
5.2
12.4