下图中,甲是氧化物,其中金属元素的质量分数为70%;乙是黑色粉末;丙和丁是可溶性盐。反应①和②的化学方程式分别为_____ 、_____;试剂B是_____ (填化学式)溶液;在氧气和水存在时能发生反应③,化学方程式为________ 。
解析:本题属于信息推断题。首先根据题目所给信息可知甲是氧化物,其中金属元素的质量分数为70%,由图中已知两种物质的化学式可初步推断甲为铁的氧化物,而氧化铁中铁元素的质量分数刚好为70%,可确定甲为氧化铁。由题目可知乙为黑色粉末,而氧化铁被还原后生成的铁粉为黑色,可推知乙为铁。反应①为还原氧化铁的反应,可利用一氧化碳、碳或氢气还原。加入试剂A后,氧化铁和铁都会转化为可溶性盐,由此推断加入的试剂A为酸,可判断其为常见的稀盐酸或稀硫酸。由丙和丁中加入试剂B后转化成含有铁元素的两种碱,可推断加入的试剂B应为可溶性碱,常见的碱有氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化钾等。根据题给信息可书写反应③的化学方程式。
答案:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或2 Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑等)
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O[或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O等]
NaOH[或Ca(OH)2等] 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
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+2Mg ![]() Cl2+Mg ![]() S+Mg ![]() 3Mg+N2 ![]() 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+CO2 ![]() ⑤镁跟水反应 Mg+2H2O ![]() 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) ![]() |
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)2 ![]() |
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。
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