Question

5．鎂合金是重要的民用和航空材料，鎂作為一種強還原劑，還用于鈦、鍍和鈾的生產，氯酸鎂[Mg（ClO₃）₂]常用作催熟劑、除草劑等．

（1）氧化鎂的電子式為．
（2）寫出鎂與TiCl₄在高溫條件下制取鈦的化學方程式：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）從海水中提取金屬鎂用到的主要化學藥品有石灰乳（或石灰石、生石灰）、鹽酸．
（4）某研究小組同學在實驗室用卣塊制備少量Mg（ClO₃）₂.6H₂O，其流程如下：
已知：I鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質．
Ⅱ可選用的試劑：H₂O₂，稀硫酸、KMnO₄溶液、MgCl₂溶液、MgO．
①加入BaCl₂溶液的目的是除去SO₄^2-．
②步驟X中需將Fe²⁺轉化為Fe³⁺，所選的試劑為H₂O₂．
③Mg（ClO₃）₂加入到含有KSCN的FeSO₄酸性溶液中立即出現(xiàn)紅色，寫出相關反應的離子方程式：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．

Answer 1

分析 鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀后加入氧化劑過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入NaClO₃飽和溶液發(fā)生反應為：MgCl₂+2NaClO₃═Mg（ClO₃）₂+2NaCl↓過濾，得到Mg（ClO₃）₂溶液中，根據物質的溶解度大小，溶液獲得晶體的方法：蒸發(fā)結晶、過濾、冷卻結晶制取Mg（ClO₃）₂•6H₂O；
（1）氧化鎂是離子化合物，依據陽離子和陰離子的電子式寫出；
（2）鎂與TiCl₄在高溫條件下反應生成Ti和氯化鎂；
（3）根據已有的物質的性質以及物質間反應的實驗現(xiàn)象進行分析解答，碳酸鈣高溫能分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣，氫氧化鎂能與鹽酸反應生成氯化鎂和水，氯化鎂能通電分解生成鎂和氯氣
（4）①加入BaCl₂溶液的目的是沉淀硫酸根離子；
②步驟X中需將Fe²⁺轉化為Fe³⁺，加入氧化劑不能引入新的雜質；
③Mg（ClO₃）₂加入到含有KSCN的FeSO₄酸性溶液中立即出現(xiàn)紅色，說明氯酸根離子具有氧化性氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為氯離子，鐵離子遇到KSCN溶液變紅色．

解答 解：（1）氧化鎂是離子化合物，電子式為：，故答案為：；
（2）鎂與TiCl₄在高溫條件下反應生成Ti和氯化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂，故答案為：2Mg+TiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂；
（3）由于海水含有大量的氯化鎂，因此常用海水來制備金屬鎂，大體步驟為：石灰石制備生石灰，溶于水得到石灰乳，將石灰乳加入海水或鹵水中，沉淀出氫氧化鎂，氫氧化鎂再和稀鹽酸反應生成氯化鎂，然后對得到的氯化鎂溶液蒸發(fā)結晶，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂，就能得到金屬鎂，依據過程分析需要的試劑；
故答案為：石灰乳（或石灰石、生石灰）、鹽酸；
（4）①鹵塊主要成分為MgCl₂.6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等雜質，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀，加入BaCl₂溶液的目的是除去SO₄^2-，故答案為：除去SO₄^2-；
②步驟X中需將Fe²⁺轉化為Fe³⁺，加入氧化劑不能引入雜質，最好是加入過氧化氫氧化亞鐵了，過氧化氫被還原為水，不引入雜質，是綠色氧化劑，故答案為：H₂O₂；
③Mg（ClO₃）₂加入到含有KSCN的FeSO₄酸性溶液中立即出現(xiàn)紅色，說明氯酸根離子在酸性溶液中具有氧化性，能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為氯離子，結合電荷守恒和原子守恒寫出反應的離子方程式為：ClO₃^-+Fe²⁺+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O、鐵離子遇到KSCN溶液變紅色，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
故答案為：ClO₃^-+Fe²⁺+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O、Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃．

點評 本題考查對常見金屬元素及其化合物主要性質的掌握，以及對離子反應實質的認識；同時考查應用基礎知識解決簡單化學問題的能力以及對圖表的觀察、分析能力，流程分析應用，晶體析出的方法，雜質離子的除雜原則和試劑選擇，題目難度中等．