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    镁在高温下与O2、N2或CO2均可以发生反应，试解决下列问题。

    （1）工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁，不以氧化镁为原料的理由是        。

    （2）将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成，化学方程式为                                  。

    （3）由金红石（TiO2）制取单质钛（Ti），涉及到的反应步骤为

    金属镁的作用为              ，在Ar气氛中的进行的理由是               。

    （4）现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知：

    Mg+H2OMgO+H2↑      Mg3N2 +6H2O = 3Mg(OH)2+2NH3↑

    可供选择的装置和药品如下图所示。

    ①导管口间的连接次序是：a →（ ）（）→（）（）→（）（）→ h

    ②通气后，应先点燃           （填“B”或“C”）装置的酒精灯，装置A的作用是            ，装置E的作用是             。

    ③请设计一个简单的小实验验证产物是氮化镁                                。

     

    【答案】

    （1）MgO熔点很高，能耗太大

    （2）2Mg＋CO22MgO＋C

    （3）作还原剂    氩气作保护气，防止高温下Mg(或Ti)在空气中的O2（CO2或N2）作用

    （4）①a →（ g ）（ f ）→ ( d )（ e ）→（ b ）（ c ）→ h

    ②C   除去空气中的CO2        防止空气中的水蒸气进入与Mg3N2反应

    ③取少量产物置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。

    【解析】

    试题分析：（1）工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁，不以氧化镁为原料的理由是MgO熔点很高，能耗太大。（2）将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成，化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。（3）  金属镁的作用为作还原剂。在Ar气氛中的进行的理由是氩气作保护气，防止高温下Mg(或Ti)在空气中的O2（CO2或N2）。（4）①制备氮化镁(Mg3N2)要除去氧气和水蒸气的干扰，故连接顺序为a →（ g ）（ f ）→ ( d )（ e ）→（ b ）（ c ）→ h 。②通气后，应先点燃C装置的酒精灯确保把氧气除干净，装置A的作用是除去空气中的CO2 。，装置E的作用是防止空气中的水蒸气进入与Mg3N2反应。    ③由于氮化镁与水反应后能放出氨气，可以通过检测氨气的生成来测定是否有氮化镁。方法为：取少量产物置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。

    考点：考查化学实验的基本操作和物质的检验方法。

     

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    氧化铝(Al2O3) 和氮化硅（Si3N4）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。

    （1）Al与NaOH溶液反应的离子方程式为???????????????????????????????????? 。

    （2）下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是???? ??? ?? （填序号）。

    a．测定镁和铝的导电性强弱

    b．测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH

    c．向0.1 mol/LAlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液

    （3）铝热法是常用的金属冶炼方法之一。

    已知：4Al (s)+3O2(g) =2Al2O3(s)??? ΔH1 = -3352 kJ/mol

    Mn(s)+ O2(g) =MnO2 (s)???? ΔH2 = -521 kJ/mol

    Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是?????????????????????? ????? 。

    （4）氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，其反应方程式为??????????????????? ????????? ???????????? 。

    （5）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g) Si3N4(s) + 12HCl(g)?? △H＜0??

    某温度和压强条件下，分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2L密闭容器内，进行上述反应，5min达到平衡状态，所得Si3N4(s)的质量是5.60g。

    ①H2的平均反应速率是???????? mol／(L·min)。

    ②若按n(SiCl4) : n(N2) : n(H2) = 3 : 2 : 6的投料配比，向上述容器不断扩大加料，SiCl4(g)的转化率应????? （填“增大”、“减小”或“不变”）。

    （6）298K时，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp＝?????????????? 。

    为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10－5mol·L－1，需调节pH为????? 以上。

     

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