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高中二年级化学

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首页 高中二年级化学知识 镁的单质及其化合物 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图


    (1)蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是____。
    (2)进行I操作时，控制溶液pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见上表）Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致____溶解、____沉淀。
    (3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入____（填人物质的化学式），然后 ____（依次填写实验操作名称）。
    (4)物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是____（填写物质化学式）。
    (5)现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：
    ①样品称量
    ②高温分解
    ③____
    ④____
    ⑤MgO称量
    (6)18. 2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中：
    a=____；b=____；c=___
    本题信息：2011年同步题化学实验题难度较难 来源:杨云霞
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本试题 “蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是___...” 主要考查您对

镁的单质及其化合物

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 镁的单质及其化合物
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

镁：

化学式Mg，它是一种银白色的轻质碱土金属，化学性质活泼，能与酸反应生成氢气，具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布，是人体的必需元素之一，原子结构示意图：。

氧化镁：

化学式MgO是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

氢氧化镁：

化学式Mg(OH)2，式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水，易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃)，呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂，还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。


镁及其化合物的物理性质和化学性质：

物理性质 化学性质
Mg 银白色固体，密度1.738g﹒cm3-，熔点645℃，沸点1090℃，导电导热性较好，延展性较好 ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子，表现还原性。
Mg-2e-==Mg2+
②镁与非金属反应
O2+2Mg2MgO
Cl2+MgMgCl2
S+MgMgS
3Mg+N2Mg3N2
说明在常温下，镁能与空气里的氧气发生反应，生成一层致密的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化，所以镁有抗腐蚀性。
③镁与酸反应
2HCl+Mg==MgCl2+H2↑
2H++Mg==Mg2++H2↑
镁跟硝酸、浓硫酸反应时，硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原，不生成氢气。
④镁跟某些氧化物反应
 2Mg+CO2C+2MgO
⑤镁跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
说明:镁跟冷水反应非常缓慢.
MgO 白色固体，离子化合物，熔点为3073K，硬度（莫氏）为6.5，难溶于水的固体，熔点很高，是很好的耐火材料 典型的碱性氧化物，不能与水反应
Mg（OH）2 白色难溶于水的固体，其水溶液中c(OH-)很小，可以使酚酞溶液变成浅红色
Mg（OH）2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)		 ①可与酸反应生成盐和水，如Mg（OH）2+2HCl==MgCl2+2H2O
②热稳定性差，受热容易分解
Mg（OH）2MgO+H2O

工业制备镁:

电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应：2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应：Mg2++2e-==Mg
总反应：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2↑
说明氧化镁比氯化镁熔点高，为了降低能耗，工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。

氧化镁的应用：

氧化镁可用于染料，油漆，玻璃，化学试剂，医药，食品添加剂等方面，工业上利用MgO熔点高的特点，制造耐火材料。


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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