Question

金屬鎂將成為二十一世紀大有前途的綠色金屬材料．
海水中的MgCl2熟石灰過濾Mg（OH）2蒸發、濃縮、結晶MgCl2?6H2O脫水MgCl2通電Mg
（1）占地球表面積70%的海洋是天然的鎂元素寶庫，從海水中提取鎂的流程如下：
①在實驗室進行過濾操作時需要用到玻璃棒，其作用是______．
②電解熔融氯化鎂的過程中，______能轉化為______能．
③寫出氯化鎂與熟石灰反應的化學方程式______．
（2）①取兩塊大小相同的干冰，在干冰中央挖一個小穴，撒入一些鎂粉，用紅熱的鐵棒把鎂點燃，將另一塊干冰蓋上，你會看到鎂粉在干冰內繼續燃燒，發出耀眼的白光，像冰燈一樣．已知該反應的生成物是氧化鎂和碳．此反應的方程式是______，此反應屬于______反應（判斷基本反應類型）．該實驗證明干冰具有______的性質（答一條即可）；為驗證上述反應所得固體中無剩余鎂，可向該固體中加入試劑得名稱為______，反應的現象是______．②金屬鎂在高溫下與氮氣反應生成氮化鎂，氮化鎂中氮元素的化合價-3．據此寫出氮化鎂的化學式______．
（3）老師每次做有關鎂的實驗時都會強調：鎂是一種銀白色有金屬光澤的金屬．但拿出的鎂條總是有一層灰黑色，這層灰黑色是什么物質呢？
猜想：小明認為可能是MgO；小趙認為可能是Mg₂（OH）₂CO₃；小花認為可能是Mg（OH）₂．小趙認為小明的猜想是錯誤的，其理由是______．
實驗探究：小趙按右圖所示裝置進行實驗，發現試管口有液滴出現，澄清石灰水變渾濁，同時試管內生成白色固體．實驗分析：實驗后，小趙認為小花的猜測也是錯誤的，其理由______．
查閱資料得出結論：Mg（OH）₂和Mg₂（OH）₂CO₃都可以加熱分解，產物均為氧化物，請寫出Mg₂（OH）₂CO₃加熱分解的化學方程式_____________．．
（4）鎂鋁合金廣泛用于火箭、導彈和飛機制造業等．某興趣小組為探究鎂鋁合金的組成，取16g鎂鋁合金樣品，把60g氫氧化鈉溶液平均分成三份依次加入樣品中（只有鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，鎂與氫氧化鈉溶液不反應），充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量，得實驗數據如下：

所加氫氧化鈉溶液的次數	第一次	第二次	第三次
剩余固體的質量/g	10.6	5.2	4.0

從以上數據可知，該合金中，鎂元素與鋁元素的質量比為______所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為______．

Answer 1

解：（1）①在過濾操作中要用到玻璃棒，它起的作用是引流，故答案為：引流；
②電解熔融的氯化鎂的過程是把電能轉化為化學能，故答案為：電；化學；
③氯化鎂與熟石灰反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，用觀察法配平，所以方程式是：MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂；
（2）①反應物是鎂和二氧化碳，生成物是氧化鎂和碳，用觀察法配平，反應條件是點燃，所以方程式是：2Mg+CO₂2MgO+C；一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物，屬于置換反應；該實驗證明干冰在點燃條件下能與鎂反應生成氧化鎂和碳，稀鹽酸或稀硫酸可以驗證上述反應所得固體中有無剩余鎂，因為鎂能和稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣，如果有會產生氣泡；②根據正價在前，負價在后，十字交叉再約簡，所以化學式是：
Mg₃N₂；
（3）解：猜想：氧化鎂通常為白色固體與鎂表面呈灰色的現實不相符，因此猜想不成立；故答案為：因為氧化鎂通常為白色固體；
實驗分析：實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，說明灰黑色物質分解出二氧化碳氣體，則物質中含有C元素，而猜想的氫氧化鎂在組成元素上不含C元素，因此猜想不成立；故答案為：石灰水變渾濁的現象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素；
查閱資料得出結論：Mg₂（OH）₂C0₃加熱分解的產生均為氧化物，則分解生成MgO、H₂O、CO₂三種物質，用觀察法配平，反應條件是加熱，所以方程式是：
Mg₂（OH）₂C0₃2MgO+H₂O+CO₂↑；
（4）由圖表中數據可知，該合金中鎂元素質量為4g，鋁元素質量為12g，鎂元素與鋁元素質量比是4g：12g=1：3；
設20g氫氧化鈉溶液中含溶質質量為X，第一次反應消耗鋁的質量為16g-10.6g=5.4g，則：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
54 80
5.4g X
根據：解得X=8g，所以所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為×100%=40%．
故答案為：（1）①引流；②電；化學；③MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂；（2）2Mg+CO₂2MgO+C；置換；在點燃條件下能與鎂反應；稀鹽酸；有氣泡產生；Mg₃N₂；（3）氧化鎂通常為白色固體；石灰水變渾濁的現象可說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中根本不含碳元素；
Mg₂（OH）₂C0₃2MgO+H₂O+CO₂↑；（4）1：3；40%．
分析：（1）①根據不同實驗中玻璃棒的各種用途分析即可；②根據能量之間的相互轉化分析；③根據方程式的書寫方法考慮．（2）①根據方程式的書寫，鎂在點燃的條件下能和二氧化碳反應生成氧化鎂和碳，反應類型的特點回答，鎂能和稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣，據此分析問題即可；②根據化學式的寫法考慮；（3）猜想：根據物質顏色對猜想進行判斷；實驗分析：根據探究實驗結果，對猜想進行判斷；查閱資料得出結論：根據反應的特點，分析反應的生成物，完成反應化學方程式的書寫；（4）根據鎂與氫氧化鈉溶液不反應，最后剩余固體的質量就是鎂的質量，根據第一次消耗鋁的質量，計算出消耗的氫氧化鈉的質量，再除以20g即可．
點評：解答本題關鍵是要知道反應類型的判斷方法，方程式的書寫注意事項，知道根據方程式的簡單計算技巧．