Question

（14分）镁、铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
Ⅰ．海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中制取镁，某同学设计了如下
流程步骤：

主要的步骤总结如下：①把贝壳制成石灰乳 ②往母液中加石灰乳，沉降、过滤，得到Mg(OH)₂沉淀 ③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤，将制得的晶体脱水得无水MgCl₂
④将得到的产物熔融后电解。
（1）下列说法不正确的是__________________（填代号）

A．此法的优点之一是原料来源丰富

B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取氯化镁

C．第④步电解法制取镁是由于镁是很活泼的金属

D．以上制取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应

（2）步骤②不够合理，理由是                                                 
Ⅱ．（1）铝、空气、海水可组成一种电池，广泛用于制造航标灯。此电池正极的电极反应为                                   。
（2）铝热还原法是冶炼熔点较高的金属的一种重要方法，焊接钢轨即用到此法。将干燥的氧化铁粉末和铝粉均匀混合后放入纸漏斗中（漏斗已事先处理好），并架在铁架台上，
下面放置一个盛有沙子的蒸发皿。请写出引发铝热反应的操作及该反应的化学方程式：
操作                                                                      
化学方程式                                                 。
（3）为确定某铝热剂（氧化铁粉末和铝粉）的组成，分别进行下列实验。
若取10.7g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况）体积为3.36L，反应的化学方程式为                                       ，样品中铝的质量是          g。
若取10.7g样品将其点燃，恰好完全反应，待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为aL，该气体与上小题中所得气体的体积比等于     ∶     。

Answer 1

（14分）Ⅰ．（1）D （1分）
（2）石灰乳中的Ca(OH)₂为微溶物，制得的Mg(OH)₂不纯净。（1分）
Ⅱ．（1）（1）O₂ + 4e^－+2H₂O 4OH^－（2分）
（2）在混合物上面加入少量氯酸钾固体，中间插入一根用砂纸打磨过的镁条并点燃镁条。（2分）  2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe （2分）
（3）2Al+2NaOH+2H₂O==2NaAlO₂+3H₂↑ （2分）  2.7 （2分）   2:3 （2分

试题分析：Ⅰ．（1）把贝壳制成石灰乳涉及两步反应，首先贝壳高温分解制成氧化钙，然后氧化钙与水结合制成石灰乳；在引入的海水中加石灰乳后，石灰乳的主要成分氢氧化钙与海水中的镁离子结合生成氢氧化镁沉淀；氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁；电解熔融的氯化镁得到金属镁。分析上述转化过程，可知反应中没有涉及置换反应，D不正确，其余选项都是正确的，答案选D。
（2）由于石灰乳中的Ca(OH)₂为微溶物，所以制得的Mg(OH)₂不纯净，因此步骤②不够合理。
Ⅱ．（1）铝是活泼的金属，作负极，空气在正极通入，所以正极电极反应式是O₂ + 4e^－+2H₂O 4OH^－。
（2）铝热反应的正确操作是：在混合物上面加入少量氯酸钾固体，中间插入一根用砂纸打磨过的镁条并点燃镁条，反应的化学方程式是2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe。
（3）铝热剂中和氢氧化钠溶液反应的是单质Al，所以反应的化学方程式是
2Al+2NaOH+2H₂O＝2NaAlO₂+3H₂↑。氢气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，因此根据方程式可知，Al的物质的量是0.1mol，质量是2.7g。发生铝热反应后生成单质铁的物质的量是0.1mol，因此铁再和酸反应生成的氢气是0.1mol，所以所得气体的体积比等于2︰3。
点评：在铝热反应的有关计算中，应该利用电子的得失守恒进行有关计算，但在该题中，由于铁和稀硫酸反应失去2个电子，而不是3个电子，所以如果直接利用电子得失守恒则很容易得出1︰1的错误结论。因此在具体的计算中，还需要具体问题具体分析，灵活运用。