分析 (1)根据题干信息可知,反应物为Si、MgO、CaO,生成物为2CaO•SiO2、Mg,根据原子守恒书写方程式;电解无水氯化镁所得的镁蒸气,应避免镁再被氧化;
(2)先生成氢氧化镁,氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁,易除去氯化钠等杂质,据此选择步骤先后顺序;MgCl2 易水解,为防止MgCl2水解的水解,在干燥的HCl气流中加热;
(3)依据沉淀溶解平衡存在的溶度积常数Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)计算得到;
(4)加入氯化铵在溶液中水解显酸性,可以溶解氢氧化镁沉淀,氢氧化镁为二元弱碱,部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨;验证谁是Mg(OH)2溶解的主要原因,选择呈中性的CH3COONH4;
(5)原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,由阴离子移动方向可知Y为负极,X为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,根据正极得电子发生还原反应书写.
解答 解:(1)根据题干信息可知,反应物为Si、MgO、CaO,硅还原MgO生成硅单质,生成物为2CaO•SiO2、Mg,该反应的化学反应方程式为:Si+2MgO+2CaO=2CaO•SiO2+2Mg,电解无水氯化镁所得的镁蒸气,应避免镁再被氧化,A.空气中的氧气能氧化镁,故A错误; B.氮气和镁能生成氮化镁,故B错误; C.水蒸气和镁反应生成氢氧化镁,故C错误; D.氢气可防止镁被氧化,故D正确;
故答案为:Si+2MgO+2CaO=2CaO•SiO2+2Mg;D;
(2)因海水中MgCl2的浓度较小,所以要经过富集这一过程:先加熟石灰形成沉淀:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2+CaCl2,然后将沉淀过滤,接着将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2:Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O,这样就实现了MgCl2富集,将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体(MgCl2•6H2O)(这步是为了得到纯净的MgCl2),又因MgCl2 易水解,为防止MgCl2水解的水解,加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行:MgCl2•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCl2 +6H2O,所以步骤为:②④③⑤④①,在干燥的HCl气流中加热,HCl抑制MgCl2的水解
故答案为:②④③⑤④①;HCl抑制MgCl2的水解;
(3)Mg(OH)2的Ksp=6.4×10-12,当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10-5mol•L-1可视为沉淀完全,则Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=6.4×10-12 ,c(OH-)≥8×10-4mol/L,
故答案为:8×10-4;
(4)加入NH4Cl,溶解后因其能水解显酸性,NH4Cl+H2O?NH3•H2O+HCl,水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁,从而又会造成Mg(OH)2沉淀的溶解,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,另一原因可能是氢氧化镁为二元弱碱,部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨,Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O,所以在Mg(OH)2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液,溶液变澄清,硝酸铵、硫酸铵和氯化铵相似,只有铵根离子的水解,而碳酸氢铵溶液呈碱性,只有醋酸铵呈中性并且含有铵根,要验证谁是Mg(OH)2溶解的主要原因,可选取醋酸铵,
故答案为:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++2NH3•H2O; C;
(5)Mg容易失去电子,OH-在燃料电池中移向流出电子的负极,故Mg作Y电极,镁失去2个电子变为镁离子,镁离子与氢氧根离子结合为氢氧化镁沉淀,OH-被消耗,
其工作时正极是ClO-得电子发生还原反应的反应,所以正极的电极反应式为:ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;总反应为:Mg+ClO-+H2O═Mg(OH)2+Cl-.
故答案为:Y; ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-.
点评 本题考查了金属镁的提取原理及其镁化合物的性质、原电池知识,涉及离子反应、粗盐提纯、金属的冶炼、沉淀溶解平衡等,为高考常见题型,把握发生的化学反应为解答的关键,注意水解原理的应用分析,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
选项 | 操作和现象 | 结论 |
A. | 滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液,红色变浅 | Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
B. | 向电石中加入饱和食盐水制乙炔,并将产生的气体直接填入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去 | 记明乙炔能被酸性高锰酸钾氧化 |
C. | 常温下,测得饱和Na2S溶液的PH大于饱和Na2CO3溶液 | 常温下水解程度:S2->CO32- |
D. | 向分液漏斗中加入碘水后再加入CCl4,充分振荡,分层,且上层溶液至紫色 | CC14可作为碘的萃取剂 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径:r(X)>r(R)>r(W) | |
B. | X与Y只能形成一种化合物 | |
C. | X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱 | |
D. | 由W、R、X三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径和离子半径均满足:Y<Z | |
B. | Y的单质易与R、T的氢化物反应 | |
C. | 最高价氧化物对应的水化物的酸性:T<R | |
D. | 由X、R、Y、Z四种元素组成的化合物水溶液一定显碱性 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量盐酸 | |
B. | Cu电极上的电极反应为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O | |
C. | H+从左池移向右池 | |
D. | 当装置中有1mol CH4生成时,GaN电极有44.8LO2生成 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
起始反应物投入量 | 2molH2、1molCO | 1molCH3OH | 2mol CH3OH |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径:Z>Y>X>W | |
B. | Y与Z形成的两种常见化合物中阴阳离子个数比均为1:2 | |
C. | b与c反应比b与a反应剧烈 | |
D. | 元素W、Y形成的化合物的沸点一定比W、X形成的化合物高 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 金属性Na>Mg>Al | B. | 原子半径大小:S>Cl>F | ||
C. | 稳定性 PH3>H2S>HF | D. | 碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 丁烷有3种同分异构体 | |
B. | 己烷共有5种同分异构体,它们的熔、沸点各不相同 | |
C. | “可燃冰”的主要成分是甲烷和水 | |
D. | 多氯代甲烷常为有机溶剂,其中分子结构为正四面体的是四氯化碳 |
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