Question

【題目】鎂及其化合物在現代工業中有著廣泛的用途。

(1）組成為Mg17Al12的鎂鋁合金是一種潛在的貯氫材料，當其貯氫最達到最大值時組成變為“17MgH2+12Al”，則Mg、Al、Mg17Al12三種物質按熔點由高到低的順序排列為_______, 1mol“17MgH2+12Al”與足量Na0H溶液反應時生成的氣體的質量是___________g。

(2）鎂可與SiO2發生多種反應，且條件不同時得到的產物也不同。當二者在高溫條件下發生置換反應時．還原產物是_________，若鎂過量，則產物為兩種鎂的二元化合物，寫出反應的化學方程式：______。

(3）堿式碳酸鎂[MgCO3·3H2O]是重要的化工原料，下圖表示的是制備它的一種工藝流程。

	開始沉淀時的PH	完全沉淀時的pH
Fe(OH)3	2.7	3.7
Mg(OH)2	9.7	11

① Mg9FeSi5O20中鐵元素的化合價為____，pH的調節范圍是______.

② 試劑a是一種常用的綠色氧化劑，加入a后反應的離子方程式為__________。

③ 寫出料渣Ⅱ的一種用途：______。一般認為c(Mg2+)≤1×10-5mol/L時，Mg2+已完全沉淀，則Mg(OH)2的Ksp=______。寫出生成堿式碳酸鎂的離子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 Al>Mg>Mg17Al12 104 Si 4Mg+SiO22MgO+Mg2Si +2 3.7≤pH<9.7 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 加熱Fe(OH)3制備鐵紅 1×10-11 2Mg2++3CO32-+5H2O=Mg2CO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-

【解析】（1）合金的熔點一般低于各成分金屬的熔點，鎂離子半徑大于鋁離子半徑，因此金屬鎂的熔點高于鋁，則則Mg、Al、Mg17Al12三種物質按熔點由高到低的順序排列為 Al>Mg>Mg17Al12； 1mol“17MgH2+12Al”與足量NaOH溶液反應時鋁和氫氧化鈉溶液反應，12mol鋁生成12mol×1.5=18mol氫氣，MgH2與水反應生成氫氧化鎂和氫氣，物質的量是34mol，所以生成的氣體的質量是52mol×2g/mol＝104g。 (2）鎂可與SiO2發生多種反應，且條件不同時得到的產物也不同。當二者在高溫條件下發生置換反應時生成氧化鎂和Si，其還原產物是Si；如果鎂過量，硅和鎂化合生成硅化鎂，反應的化學方程式為4Mg+SiO22MgO+Mg2Si。(3）①Mg9FeSi5O20中氧元素是－2價，硅是＋4價，鎂是＋2價，根據正負價代數和為0可知鐵元素的化合價為＋2價。調節pH的目的是沉淀鐵離子，所以pH的調節范圍是 3.7≤pH<9.7；② 試劑a是一種常用的綠色氧化劑，a是雙氧水，加入a后反應的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。③料渣Ⅱ是氫氧化鐵，可用來制備鐵紅氧化鐵。一般認為c(Mg2+)≤1×10-5mol/L時，Mg2+已完全沉淀。根據表中數據可知完全沉淀時氫氧根濃度是0.001mol/L，則Mg(OH)2的Ksp=10－5×(0.001)2＝1×10-11。根據原子守恒和電荷守恒可知生成堿式碳酸鎂的離子方程式為2Mg2++3CO32-+5H2O=Mg2CO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-。