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2022届高考化学一轮复习 微题型25 镁及其化合物、海水提镁及工艺流程（解析版）
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这是一份2022届高考化学一轮复习 微题型25 镁及其化合物、海水提镁及工艺流程（解析版），共7页。试卷主要包含了如图为海水制镁的工艺流程示意图，Mg2可用于制造防火材料，硼及其化合物具有重要的工业用途等内容，欢迎下载使用。
1．(2020·柳州调研)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉
2．某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是( )
3.(2020·湖北月考)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；②将镁粉放入溴水中，观察到的只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色会逐渐褪去；③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )
A．镁粉与液溴反应
B．镁粉在水的催化下与溴发生反应
C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的
D．镁粉只与溴水中的酸反应
命题角度2 海水提镁
4．某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁，其工艺流程如下。
eq \x(盐卤)eq \(―――――→,\s\up7(足量的石灰浆),\s\d5(操作①))eq \x(MgOH2)eq \(――――→,\s\up7(适量盐酸))eq \x(MgCl2溶液)eq \(―――→,\s\up7(操作②))eq \x(MgCl2·6H2O)eq \(―――→,\s\up7(HCl气流),\s\d5(操作③))eq \x(MgCl2)eq \(――→,\s\up7(电解),\s\d5(操作④))eq \x(Mg)
下列说法错误的是( )
A．在实验室实施操作①需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
B．Mg(OH)2―→MgCl2的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
C．操作②是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶
D．操作④阴极和阳极产物的质量比是24∶71
5．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：
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⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
6．如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是( )
A．“石灰窑”“消化池”发生的依次是吸热反应、放热反应
B．“过滤器”的母液中主要是CaCl2溶液，可直接返回海洋
C．“中和”时反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O
D．电解槽中发生反应的化学方程式为MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑
命题角度3 工业工艺流程
7．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
8．(2019·高密一中月考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是_______________________________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是______________________和____________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。
A．电解法 B．氧气还原法
C．碳还原法 D．分解法
9．(2020·汕头月考)Mg(OH)2可用于制造防火材料。工业上，以蛇纹石为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：
已知：①蛇纹石的主要成分为3MgO·2SiO2·2H2O，还有少量Fe2O3、FeO、CaO和Al2O3。
②几种金属氢氧化物沉淀的pH如下：
(1)酸A宜选择________(填字母)；加入酸A适当过量，但不宜过多，其原因是_________。
a．硝酸 b．稀硫酸
c．盐酸 d．氢碘酸
(2)试剂B可选择NaClO。用离子方程式表示加NaClO的目的：___________________。
(3)试剂C可能是MgCO3或MgO，加入过量试剂C的目的是________________________。滤液A中含有的阳离子主要是________________(填离子符号)。
(4)向过滤Ⅱ所得滤液中加入一定量氨水，镁离子的转化率与温度的关系如图所示。写出镁离子沉淀的离子方程式：_______________________________________________________。
温度高于50 ℃时，Mg2＋的转化率降低，其主要原因是________________。
(5)若滤渣B只含两种物质，且滤渣B的总物质的量为b ml；试剂C为MgO。原矿石中镁元素质量分数为a%，现有100 t这种矿石，按上述流程制备氢氧化镁，理论上制得Mg(OH)2的质量为____________________kg(用含a、b的代数式表示)。
10．(2019·济南一中质检)硼及其化合物具有重要的工业用途。某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收镁和其中另一种金属单质A的工艺流程如图：
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：
请回答下列问题：
(1)滤液Ⅰ中所含阴离子主要是________；可回收到的金属A的原子结构示意图为________________________________________________________________________。
(2)试剂B为________；“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有__________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________(要求写出两条措施)。
(3)滤液Ⅱ所含金属离子为________________，调pH时需要调多次，第一次调pH主要是为了除去________________________________________________________________________。
(4)Mg(ClO3)2在农业上有广泛的用途，可用NaClO3与MgCl2制备，已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图所示。
①写出反应的化学方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②将反应物按化学反应方程式计量数之比混合制备Mg(ClO3)2，简述可制备Mg(ClO3)2的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1．B 2.D 3.B 4.C 5.B 6.C 7.B
8．(1)提高酸浸速率 (2)Fe2＋(或FeCl2) 会产生污染性气体NOx 会引入杂质离子NOeq \\al(－,3) (3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A
9．(1)b 加入过多酸A，消耗试剂C和氨水增多，成本增大 (2)2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (3)调节pH使Al3＋、Fe3＋完全转化成Al(OH)3、Fe(OH)3 NHeq \\al(＋,4) (4)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4) 温度高于50 ℃，氨水挥发和NH3·H2O分解的速率增大 (5)58×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3b,2 000)＋\f(1 000a,24)))
解析 分析矿石成分知，加入酸A的目的是溶解金属氧化物，同时将钙离子沉淀。沉淀时将亚铁离子转化成氢氧化铁沉淀。(1)酸A宜选择稀硫酸，将杂质钙离子转化成硫酸钙，故选b。加入试剂C、氨水是调节溶液的pH，若酸溶时加入过多的硫酸，会消耗大量的试剂C、氨水等，增大生产成本。(2)滤液呈酸性，其离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(3)加入碳酸镁或氧化镁，使铁离子、铝离子完全转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀。滤液A中主要的阳离子是铵根离子。(4)硫酸镁与氨水反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)。50 ℃之前，随着温度升高，反应速率加快，镁离子转化率增大；在50 ℃之后，随着温度升高，氨水挥发和NH3·H2O分解的速率增大，氨水浓度是影响Mg2＋转化率的主要因素，反应物浓度减小，故镁离子转化率降低。(5)根据电荷守恒知，3MgO＋2Fe3＋＋3H2O===3Mg2＋＋2Fe(OH)3,3MgO＋2Al3＋＋3H2O===2Al(OH)3＋3Mg2＋。加入试剂C的物质的量：2n(C)＝3n(Al3＋)＋3n(Fe3＋)，n(Mg2＋)＝eq \f(3nAl3＋＋3nFe3＋,2)。根据镁元素质量守恒知，m[Mg(OH)2]＝(eq \f(3b,2) ml＋eq \f(100×106 g×a%,24 g·ml－1))×58 g·ml－1＝58×(eq \f(3b,2 000)＋eq \f(1 000a,24)) kg。
10．(1)AlOeq \\al(－,2)、OH－ (2)盐酸 升温、搅拌、适当增大酸的浓度或将固体研碎(任写两种即可) (3)Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋ Fe3＋ (4)①2NaClO3＋MgCl2===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓
②在相同温度下，NaCl的溶解度较小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通过蒸发结晶可得
解析 (1)MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化铝与过量氢氧化钠溶液反应，故碱浸后的滤液Ⅰ中含有AlOeq \\al(－,2)和OH－，最终制得的金属A是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3。(2)浸出时，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来分析判断。(3)依据表格中pH得知，最先调pH至Fe3＋完全沉淀。选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaOH溶液中有气泡产生
弱碱性溶液中OH－氧化了Mg
M(OH)n
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉
淀的pH
7.0
1.9
3.4
9.1
完全沉
淀的pH
9.0
3.2
4.7
11.1
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.2
5.2
12.4
1．(2020·柳州调研)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉
2．某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是( )
3.(2020·湖北月考)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；②将镁粉放入溴水中，观察到的只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色会逐渐褪去；③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )
A．镁粉与液溴反应
B．镁粉在水的催化下与溴发生反应
C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的
D．镁粉只与溴水中的酸反应
命题角度2 海水提镁
4．某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁，其工艺流程如下。
eq \x(盐卤)eq \(―――――→,\s\up7(足量的石灰浆),\s\d5(操作①))eq \x(MgOH2)eq \(――――→,\s\up7(适量盐酸))eq \x(MgCl2溶液)eq \(―――→,\s\up7(操作②))eq \x(MgCl2·6H2O)eq \(―――→,\s\up7(HCl气流),\s\d5(操作③))eq \x(MgCl2)eq \(――→,\s\up7(电解),\s\d5(操作④))eq \x(Mg)
下列说法错误的是( )
A．在实验室实施操作①需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
B．Mg(OH)2―→MgCl2的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
C．操作②是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶
D．操作④阴极和阳极产物的质量比是24∶71
5．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：
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⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
6．如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是( )
A．“石灰窑”“消化池”发生的依次是吸热反应、放热反应
B．“过滤器”的母液中主要是CaCl2溶液，可直接返回海洋
C．“中和”时反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O
D．电解槽中发生反应的化学方程式为MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑
命题角度3 工业工艺流程
7．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
8．(2019·高密一中月考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是_______________________________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是______________________和____________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。
A．电解法 B．氧气还原法
C．碳还原法 D．分解法
9．(2020·汕头月考)Mg(OH)2可用于制造防火材料。工业上，以蛇纹石为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：
已知：①蛇纹石的主要成分为3MgO·2SiO2·2H2O，还有少量Fe2O3、FeO、CaO和Al2O3。
②几种金属氢氧化物沉淀的pH如下：
(1)酸A宜选择________(填字母)；加入酸A适当过量，但不宜过多，其原因是_________。
a．硝酸 b．稀硫酸
c．盐酸 d．氢碘酸
(2)试剂B可选择NaClO。用离子方程式表示加NaClO的目的：___________________。
(3)试剂C可能是MgCO3或MgO，加入过量试剂C的目的是________________________。滤液A中含有的阳离子主要是________________(填离子符号)。
(4)向过滤Ⅱ所得滤液中加入一定量氨水，镁离子的转化率与温度的关系如图所示。写出镁离子沉淀的离子方程式：_______________________________________________________。
温度高于50 ℃时，Mg2＋的转化率降低，其主要原因是________________。
(5)若滤渣B只含两种物质，且滤渣B的总物质的量为b ml；试剂C为MgO。原矿石中镁元素质量分数为a%，现有100 t这种矿石，按上述流程制备氢氧化镁，理论上制得Mg(OH)2的质量为____________________kg(用含a、b的代数式表示)。
10．(2019·济南一中质检)硼及其化合物具有重要的工业用途。某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收镁和其中另一种金属单质A的工艺流程如图：
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：
请回答下列问题：
(1)滤液Ⅰ中所含阴离子主要是________；可回收到的金属A的原子结构示意图为________________________________________________________________________。
(2)试剂B为________；“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有__________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________(要求写出两条措施)。
(3)滤液Ⅱ所含金属离子为________________，调pH时需要调多次，第一次调pH主要是为了除去________________________________________________________________________。
(4)Mg(ClO3)2在农业上有广泛的用途，可用NaClO3与MgCl2制备，已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图所示。
①写出反应的化学方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②将反应物按化学反应方程式计量数之比混合制备Mg(ClO3)2，简述可制备Mg(ClO3)2的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1．B 2.D 3.B 4.C 5.B 6.C 7.B
8．(1)提高酸浸速率 (2)Fe2＋(或FeCl2) 会产生污染性气体NOx 会引入杂质离子NOeq \\al(－,3) (3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A
9．(1)b 加入过多酸A，消耗试剂C和氨水增多，成本增大 (2)2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (3)调节pH使Al3＋、Fe3＋完全转化成Al(OH)3、Fe(OH)3 NHeq \\al(＋,4) (4)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4) 温度高于50 ℃，氨水挥发和NH3·H2O分解的速率增大 (5)58×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3b,2 000)＋\f(1 000a,24)))
解析 分析矿石成分知，加入酸A的目的是溶解金属氧化物，同时将钙离子沉淀。沉淀时将亚铁离子转化成氢氧化铁沉淀。(1)酸A宜选择稀硫酸，将杂质钙离子转化成硫酸钙，故选b。加入试剂C、氨水是调节溶液的pH，若酸溶时加入过多的硫酸，会消耗大量的试剂C、氨水等，增大生产成本。(2)滤液呈酸性，其离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(3)加入碳酸镁或氧化镁，使铁离子、铝离子完全转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀。滤液A中主要的阳离子是铵根离子。(4)硫酸镁与氨水反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NHeq \\al(＋,4)。50 ℃之前，随着温度升高，反应速率加快，镁离子转化率增大；在50 ℃之后，随着温度升高，氨水挥发和NH3·H2O分解的速率增大，氨水浓度是影响Mg2＋转化率的主要因素，反应物浓度减小，故镁离子转化率降低。(5)根据电荷守恒知，3MgO＋2Fe3＋＋3H2O===3Mg2＋＋2Fe(OH)3,3MgO＋2Al3＋＋3H2O===2Al(OH)3＋3Mg2＋。加入试剂C的物质的量：2n(C)＝3n(Al3＋)＋3n(Fe3＋)，n(Mg2＋)＝eq \f(3nAl3＋＋3nFe3＋,2)。根据镁元素质量守恒知，m[Mg(OH)2]＝(eq \f(3b,2) ml＋eq \f(100×106 g×a%,24 g·ml－1))×58 g·ml－1＝58×(eq \f(3b,2 000)＋eq \f(1 000a,24)) kg。
10．(1)AlOeq \\al(－,2)、OH－ (2)盐酸 升温、搅拌、适当增大酸的浓度或将固体研碎(任写两种即可) (3)Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋ Fe3＋ (4)①2NaClO3＋MgCl2===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓
②在相同温度下，NaCl的溶解度较小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通过蒸发结晶可得
解析 (1)MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化铝与过量氢氧化钠溶液反应，故碱浸后的滤液Ⅰ中含有AlOeq \\al(－,2)和OH－，最终制得的金属A是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3。(2)浸出时，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来分析判断。(3)依据表格中pH得知，最先调pH至Fe3＋完全沉淀。选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaOH溶液中有气泡产生
弱碱性溶液中OH－氧化了Mg
M(OH)n
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉
淀的pH
7.0
1.9
3.4
9.1
完全沉
淀的pH
9.0
3.2
4.7
11.1
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.2
5.2
12.4
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