Question

2．鎂及其化合物在生產、生活中有著廣泛的應用前景．
（一）鎂的廣泛應用
（1）沒有鎂的存在，就不能形成葉綠素，也就沒有光合作用，這里的鎂是指B．
A．單質   B．元素   C．原子
（2）汽車輪胎由不銹鋼絲、合成橡膠組成，氧化鎂是輪胎的促進劑，可增強其硬度．
以上敘述中不涉及到C（選填序號）．
A．合金   B．合成材料   C．無機非金屬材料   D．復合材料
（3）金屬鎂可用于照明彈，因其燃燒時發出耀眼的強光．
（二）MgO的制備
工業上用白云石（含MgCO₃、CaCO₃）制取輕質氧化鎂（MgO）．主要流程如圖1：

（1）寫出煅燒爐Ⅰ中的一個化學反應方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，或MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑．
（2）碳化池的作用是將鈣元素轉化為沉淀，化學反應方程式是Ca（OH ）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）消化池中會形成沸騰的乳濁液，沸騰的原因可能是氧化鈣與水反應放熱．
（4）碳酸氫鎂的組成和性質與小蘇打相似，則熱解池中溶液的溶質化學式是Mg（HCO₃）₂．
（三）堿式碳酸鎂組成測定
煅燒爐Ⅱ中物質是堿式碳酸鎂【aMgCO₃•bMg（OH）₂•cH₂O】，為確定其成分，做如圖2實驗（假設每步反應、吸收都完全）：

【查閱資料】堿式碳酸鎂受熱分解生成MgO、CO₂、H₂O．
（1）裝配好實驗裝置后，首先要檢查裝置氣密性．
（2）A、B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣．洗氣瓶B中應盛放a（選填序號）．
a．濃硫酸           b．澄清的石灰水        c．氫氧化鈉溶液
（3）現稱取48.4g堿式碳酸鎂在C裝置中進行熱分解，直至C裝置中剩余固體質量不再變化為止，繼續通空氣至冷卻．冷卻后裝置D增重10.8g，裝置E增重17.6g．繼續通一段時間空氣的目的是使反應生成的水和二氧化碳被完全吸收．
（4）根據以上數據，則生成MgO質量是20g，a?b?c=4?1?5．
（5）若缺少F裝置，測得的a值偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）．

Answer 1

分析 （一）鎂的廣泛應用
鎂元素是進行光合作用的必需元素；
材料包括金屬材料（包括金屬和合金）、無機非金屬材料、復合材料等；
鎂在空氣中燃燒時發出耀眼的強光，生成氧化鎂；
（二）MgO的制備
高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳；
氫氧化鈣和二氧化碳反應生成白色沉淀碳酸鈣和水；
氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量的熱；
（三）堿式碳酸鎂組成測定
凡是有氣體參加或產生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果； 
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳氣體，濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳．

解答 解：（一）鎂的廣泛應用
（1）沒有鎂的存在，就不能形成葉綠素，也就沒有光合作用，這里的鎂是指元素．
故填：B．
（2）不銹鋼絲屬于合金，合成橡膠屬于合成材料，汽車輪胎屬于復合材料，不涉及到無機非金屬材料．
故填：C．
（3）金屬鎂可用于照明彈，因其燃燒時發出耀眼的強光．
故填：耀眼的強光．
（二）MgO的制備
（1）高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳，反應的化學方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑．
故填：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，或MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑．
（2）碳化池的作用是將鈣元素轉化為沉淀，化學反應方程式是：Ca（OH ）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故填：Ca（OH ）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）消化池中會形成沸騰的乳濁液，沸騰的原因可能是氧化鈣與水反應放熱．
故填：氧化鈣與水反應放熱．
（4）碳酸氫鎂的組成和性質與小蘇打相似，則熱解池中溶液的溶質是碳酸氫鎂，碳酸氫鎂化學式是Mg（HCO₃）₂．
故填：Mg（HCO₃）₂．
（三）堿式碳酸鎂組成測定
（1）裝配好實驗裝置后，首先要檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性．
（2）A、B裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
洗氣瓶B中應盛放濃硫酸．
故填：除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；a．
（3）繼續通一段時間空氣的目的是使反應生成的水和二氧化碳被完全吸收．
故填：使反應生成的水和二氧化碳被完全吸收．
（4）根據以上數據可知，生成二氧化碳質量是17.6g，生成水的質量是10.8g，則生成MgO質量是：48.4g-10.8g-17.6g=20g；
設碳酸鎂質量為x，生成氧化鎂質量為y，
MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑，
84                   40      44
x                      y     17.6g
$\frac{84}{x}$=$\frac{40}{y}$=$\frac{44}{17.6g}$，
x=33.6g，y=16g，
氫氧化鎂分解生成氧化鎂質量為：20g-16g=4g，
設氫氧化鎂質量為m，生成水的質量為n，
Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂O，
58                        40      18
m                        4g        n
$\frac{58}{m}$=$\frac{40}{4g}$=$\frac{18}{n}$，
m=5.8g，n=1.8g，
水的質量為：10.8g-1.8g=9g，
根據題意有：$\frac{84a}{33.6g}$=$\frac{58b}{5.8g}$=$\frac{18c}{9g}$，
a?b?c=4?1?5．
故填：20；4?1?5．
（5）若缺少F裝置，空氣中的水蒸氣和二氧化碳會進入E裝置中，導致測得的a值偏大．
故填：偏大．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．