2024届高三化学一轮复习+工业流程题、实验题(镁专题)含答案.pdf
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1、1工业流程题、实验题(镁专题)1 从海水中提取镁的工艺流程可表示如图:下列说法不正确的是A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤得到的Mg(OH)2是一种二元强碱C.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应D.步骤电解MgCl2需在熔融状态下进行2 浩瀚的海洋是一个巨大的宝库,从海水中除了可以提取食盐外,还可以从海水提取食盐后的母液(也称苦卤水,含Br-、Mg2+等)中提取溴、镁等。工业上一种利用苦卤水制备无水氯化镁的工艺流程如下:下列说法不正确的是A.物质X常选用生石灰B.工业上常用电解MgCl2溶液制备金属镁C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2高温 MgCl2+COD.
2、“煅烧”后的产物中加稀盐酸,再利用结晶法可获得MgCl26H2O3 从海水的母液中(主要含NaCl和MgSO4)提取金属镁的一种工艺流程如图,下列说法中错误的是A.试剂X可以为石灰乳B.“脱水”时采用直接灼烧的方法,得到MgCl2固体C.“制备”采取电解熔融MgCl2的方法,Mg在阴极生成D.“溶镁”的离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O4 海水的综合利用是一个重要的研究课题。实验室模拟从海水晒盐后的母液中提取镁的工艺流程如下,回答下列问题。2024届高三化学一轮复习+工业流程题、实验题(镁专题)含答案2(1)上述工艺流程中包含次过滤操作。(2)用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2
3、+、Mg2+和SO2-4,以下所加试剂及顺序均可行的是(填字母)。A.Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、稀盐酸B.BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸C.BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、稀盐酸D.BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀硫酸(3)实验室高温煅烧贝壳使用的主要仪器有酒精喷灯、三脚架、。(4)写出步骤发生反应的主要离子方程式。(5)步骤中向Mg OH2加入盐酸后的操作为。(6)在步骤的电解中,发生氧化反应的电极方程式为。(7)上述步骤中,没有涉及到的基本反应类型是。5硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医
4、药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:已知:2(NH4)2SO4+Mg2B2O5H2O+2H2O=2MgSO4+2NH4B(OH)4+2NH3回答下列问题:(1)在95“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式。(2)“滤渣1”的主要成分有(填化学式)。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是(填化学式)。(3)已知H3BO3的电离方程式为H3BO3+H2O=H+B(OH)-4,可知H3BO3为元弱酸,请写出H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式;“过滤
5、2”前,将溶液pH调节至3.5的目的是。(4)“沉镁”后分离生成的Mg(OH)2MgCO3沉淀的操作为,母液经加热后可返回(填“溶浸”“吸收”或“沉镁”)工序循环使用。高温焙烧碱式碳酸镁可制备轻质氧化镁,写出化学方程式。6海洋资源的利用具有广阔前景。(1)无需经过化学变化就能从海水中获得的物质是(填序号)。A.食盐B.淡水C.烧碱D.纯碱3E.溴(2)大量的镁从海水中提取,一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:工业上常用“沉镁”物质X的是,“氯化”过程中的气态副产物常用作还原剂,“氯化”发生的化学方程式是。(3)海带中含有碘元素。实验室提取碘的步骤如下所示:灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是
6、。海带灰中含有硫酸镁、碳酸钠等,在实验步骤(填序号)中实现与碘分离。写出步骤反应的离子方程式。反应结束后,再加入CCl4作萃取剂,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈色。请设计实验检验用CCl4提取碘后的水溶液中是否还含有碘单质(包括实验步骤、现象及结论)。7海水中提取镁的工艺流程:(1)该工艺流程中属于分解反应的有个,请写出其中属于氧化还原反应的化学方程式。(2)MgCl26H2O脱水得到MgCl2的过程中,通入HCl的作用是。(3)25时,在沉镁的过程中,将MgCl2溶液滴加到Ca OH2悬浊液中,当混合溶液中pH=12时,同时存在Ca OH2、Mg OH2两种沉淀,则此时溶液中c Ca2+
7、:c Mg2+=。判断此时Mg2+(填“是”或“否”)完全沉淀。(KspCa OH2=4.810-6,KspMg OH2=6.010-12,当某离子浓度降到110-5molL-1以下时,认为该离子已经完全沉淀。)(4)新工艺向含氧化镁熔浆中添加三氯化铈(CeCl3)和氯气反应,生成CeO2和无水氯化镁。请写出该反应的化学方程式。(5)某实验小组对MgCl26H2O进行热重曲线分析:4分析181时固体产物的化学式为。写出在300时生成固体产物(一种含镁的碱式盐)的化学方程式。8富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgOB2O3)、镁硅酸盐(2MgOSiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫
8、酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如图:已知:生成氢氧化物沉淀的 pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀时1.93.47.09.1完全沉淀时3.24.79.011.1(1)上述流程中能加快反应速率的措施有、等。(2)酸浸时发生反应:2MgOSiO2+2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O,2MgOB2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4。酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:、。已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3+OH-=B(OH
9、)-4。下列关于硼酸的说法正确的是(填序号)。a.硼酸是一元酸b.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生c.硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3+H2OB(OH)-4+H+(3)检验褐色浸出液中的杂质离子:取少量浸出液,(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+。(4)除去浸出液中的杂质离子:用MgO调节溶液的pH至以上,使杂质离子转化为(填化学式)沉淀,过滤。9河南省镁资源丰富,河南崮山镁业为国内最大的氧化镁生产企业,其利用蛇纹石制备的高纯氧化镁,颗粒细腻不结团。其工艺流程如下:某校化学兴趣小组在实验室探究流程II中的反应原理,并检验产物纯度。回答下列问题:(1)甲同学设计了以下实验
10、装置图探究流程II中的反应原理。5检验气态产物中是否有SO2及SO3,则装置B、C中的溶液分别是(填标号)。aBa(NO3)2溶液bBaCl2溶液c浓硫酸d酸性高锰酸钾溶液实验过程中,装置B中没有明显现象,装置C、D中现象明显,写出A中发生反应的化学方程式:。(2)乙同学认为甲设计的实验装置存在一处明显的缺陷,其理由是。(3)丙同学利用反应:HCOOH浓H2SO4CO+H2O为甲同学的实验提供CO气体,并设计以下实验装置图。E装置中,仪器b的名称是。制备的CO气体中常含有杂质气体、挥发出来的少量甲酸蒸气及水蒸气,已知F装置中盛放的是NaOH溶液,G装置中盛放的是澄清的石灰水,则G装置的作用是。
11、(4)Mg2+的含量测定:向含Mg2+的溶液中加入铬黑T溶液(含Hlnd2-离子)作指示剂,用EDTA标准溶液(含H2Y2-离子)滴定。溶液中发生的反应如下:Mg2+Hlnd2-(天蓝色)=Mglnd-(酒红色)+H+,Mg2+H2Y2-=MgY2-+2H+。丁同学称取4.1g样品MgO,溶于稀硫酸,移入1000mL容量瓶中稀释至刻度。取20mL溶液于锥形瓶中,加2滴铬黑T溶液,用0.1000molL-1EDTA溶液滴定,实验数据如下。序号1234标准溶液体积/mL20.1018.4019.9020.00滴定终点的现象是。计算4.1 g样品MgO中镁离子的物质的量为mol(保留两位有效数字)。
12、10河南省镁资源丰富,河南崮山镁业为国内最大的氧化镁生产企业,其利用蛇纹石制备的高纯氧化镁,颗粒细腻不结团。其工艺流程如下:6某校化学兴趣小组在实验室探究流程II中的反应原理,并检验产物纯度。回答下列问题:(1)甲同学设计了如图实验装置探究流程II中的反应原理。检验气态产物中是否有SO2及SO3,则装置B、C中的溶液分别是(填标号)。a.Ba(NO3)2溶液 b.BaCl2溶液c.浓硫酸d.酸性高锰酸钾溶液实验过程中,装置B中没有明显现象,装置C、D中现象明显,写出A中发生反应的化学方程式:。(2)丙同学利用反应:HCOOH浓H2SO4CO+H2O为甲同学的实验提供CO气体,并设计以下实验装置
13、图。E装置中,仪器b的名称是。制备的CO气体中常含有杂质气体、挥发出来的少量甲酸蒸气及水蒸气,已知F装置中盛放的是NaOH溶液,则G装置的作用是。(3)Mg2+的含量测定:向含Mg2+的溶液中加入铬黑T溶液(含Hlnd2-离子)作指示剂,用EDTA标准溶液(含H2Y2-离子)滴定。溶液中发生的反应如下:Mg2+Hlnd2-(天蓝色)=Mglnd-(酒红色)+H+,Mg2+H2Y2-=MgY2-+2H+。丁同学称取4.1g样品MgO,溶于稀硫酸,移入1000mL容量瓶中稀释至刻度。取20mL溶液于锥形瓶中,加2滴铬黑T溶液,用0.1000molL-1EDTA溶液滴定,实验数据如下:7序号1234
14、标准溶液体积/mL20.1018.4019.9020.00滴定终点的现象是。计算4.1 g样品MgO中镁离子的物质的量为mol(保留两位有效数字)。11硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(占40%,质量分数),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO47H2O的工艺流程如下:(1)实验中需要1mol/L的硫酸800mL,若用 98%的浓硫酸(=1.84 g/mL)来配制,量取浓硫酸需要使用量筒的规格为(填写选项字母)A.10 mLB.20 mLC.50 mLD.100mL(2)加入的Na
15、ClO可与Mn2+反应:Mn2+ClO+H2O=MnO2+2H+Cl,在该步骤中还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为。(3)滤渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外,还含有,。(4)在“除钙”前,需检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验方法。(写出操作、现象和结论)(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度(单位为 g/100 g 水)如下表:温度()40506070MgSO430.933.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤。“操作”是将滤液
16、继续蒸发浓缩,冷却结晶,便得到了MgSO47H2O(6)实验中提供的硼镁泥共100g,得到 MgSO47H2O为172.2 g,则MgSO47H2O 的产率为。8参考答案:1B【详解】A海水中镁元素含量高,原料来源于海水,提取镁原料来源丰富,贝壳可以就地取材,故 A正确;BMg(OH)2是一种二元弱碱,故B错误;C上述工艺流程中贝壳分解涉及分解反应,得到石灰乳涉及化合反应,为复分解反应,最后两个反应都是分解反应,故C正确;D电解熔融MgCl2时,镁离子在阴极得电子发生还原反应生成镁,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气,若电解氯化镁水溶液,则得到氢氧化镁、氢气和氯气,步骤电解MgCl2需在熔
17、融状态下进行,故D正确;答案选B。2B【详解】A苦卤水中加入物质X的目的是将溶液中的镁离子转化为Mg(OH)2沉淀,故物质X溶于水后应该显碱性,生石灰价格便宜且溶于水显碱性,故物质常选用生石灰,选项A正确;B因钠镁铝为活泼金属,故选用电解法进行冶炼,制备镁可选用电解熔融MgCl2的方法,而不是电解MgCl2溶液,选项B不正确;C根据流程反应物是MgO、C和Cl2发生氧化还原反应,又因高温条件下碳元素转化为一氧化碳,生成物质为MgCl2和CO,据电子守恒配平方程式MgO+C+Cl2高温 MgCl2+CO,选项C正确;D煅烧后的产物中主要为MgO,MgO中加入稀盐酸后得到MgCl2溶液,再利用结晶
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