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微专题 16 镁及其化合物的性质与海水提取镁的
工艺流程
【知识点梳理】
1．镁的性质
(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导
电、传热和延展性。
(2)化学性质：
①与非金属反应
②与CO 反应：2Mg＋CO=====2MgO＋C
2 2
③与HO反应：Mg＋2HO=====Mg(OH) ＋H↑
2 2 2 2
④与H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H↑
2
镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg N)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH) 沉淀并
3 2 2
放出氨气。
2．海水提镁①由MgCl ·6H O到无水MgCl ，必须在HCl气流中加热，以防MgCl 水解。
2 2 2 2
②因镁在高温下能与O 、N 、CO 等气体发生反应，故工业电解MgCl 得到的镁，应在
2 2 2 2
H 氛围中冷却。
2
3．用途
生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
4．镁的重要化合物
物质 主要性质
氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋HO
2
中强碱 Mg(OH) ＋2H＋===Mg2＋＋2HO
2 2
氢氧
难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓
2
化镁
溶解度小于碳酸镁 MgCO ＋HO=====Mg(OH) ＋CO↑
3 2 2 2
【知识网络】
【专题精练】
1．镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下
列不可作为冷却剂的是
①空气 ②CO ③Ar ④H ⑤N ⑥HO
2 2 2 2
A．①②⑤⑥ B．③④⑥ C．③⑥ D．③④
【答案】A
【解析】由2Mg+O 2MgO、3Mg+N MgN、2Mg+CO 2MgO+C，水做冷却剂时
2 2 3 2 2
镁粉也能和水发生反应生成氢氧化镁，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，所以可以用氩
气和氢气作冷却气体，故答案为：A。
2．镁与氮气在加热条件下反应生成氮化镁，已知氮化镁遇水剧烈反应。某同学设计如图
装置制备氮化镁。下列说法正确的是
A．实验时先点燃C处酒精灯，一段时间后，再点燃B处酒精灯
B．干燥管A的作用主要是防止空气中的二氧化碳进入硬质玻璃管
C．氮化镁与水反应生成的气体，能使紫色石蕊试液变红
D．蒸馏烧瓶中反应的方程式是NH Cl +NaNO NaCl + N ↑+ 2H O
4 2 2 2
【答案】D
【解析】
A．制备氮化镁需要在加热条件下让纯净的氮气与镁反应，因此要让生成的氮气充满整个
装置时，再点燃C处的酒精灯，实验时先点燃B处酒精灯，一段时间后，再点燃C处酒
精灯，A错误；
B．因为氮化镁遇水剧烈反应，干燥管A的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入硬
质玻璃管，B错误；
C．氮化镁与水反应生成的气体为氨气，能使紫色石蕊试液变蓝，C错误；
D．蒸馏烧瓶中氯化铵和亚硝酸钠发生氧化还原反应生成氮气，方程式为NH Cl +NaNO
4 2NaCl + N ↑+ 2H O，D正确；
2 2
答案选D。
3．下列说法不正确的是
A．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
B．BaCO 在医疗上可作为“钡餐”
3
C．通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
D．工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
【答案】B
【解析】
A．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可以用于制造信号
弹和焰火，A正确；
B．BaCO 不溶于水，但可溶于盐酸，生成氯化钡，而胃酸的主要成分是盐酸，所以在医
3
疗上不能用BaCO 作为“钡餐”，故B错误；
3
C．海水提取粗食盐后的母液，相当于浓缩了海水，母液中的溴化钠的浓度比海水中的浓
度要大，所以有利于提取溴，节约成本，故C正确；
D．工业制备硫酸所需要原料硫铁矿主要在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气
混合通入接触室进行催化氧化生成三氧化硫，把生成的三氧化硫混合气体通入到吸收塔
中被水吸收生成硫酸，所以制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔，故D正确；
故选B；
4．0.10 mol镁条在只含有CO 和O 混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁)，反应后容
2 2
器内固体物质的质量不可能为( )
A．3.2 g B．4.0 g C．4.2 g D．4.6 g
【答案】D
【分析】
镁条在只含有CO 和O 混合气体的容器中燃烧，固体的质量包括为未反应镁的质量、生
2 2
成的碳的质量和生成的氧化镁的质量，采用极限思维法，若镁全部与二氧化碳反应生成固体量最大，假设镁没有反应，则固体量最少，计算出固体的范围，据此答题。
【解析】
镁条在只含有CO 和O 混合气体的容器中燃烧，固体的质量包括为未反应镁的质量、生
2 2
成的碳的质量和生成的氧化镁的质量，采用极限思维法。
如果生成固体质量最大，则假设无氧气，镁完全与二氧化碳反应，
2Mg+CO 2MgO+C，
2
2 2 1
0.10mol 0.10mol0.05mol
则0.1mol镁最多可生成固体的质量为0.10mol×40g/mol+0.05mol×12g/mol=4.6g，
再假设只有镁，则固体最少，固体质量为0.10mol×24g/mol=2.4克，
则固体的范围应该在2.4g～4.6g之间，则反应后容器内固体物质的质量不可能为D。
故选D。
5．在给定条件下，下列所示物质间转化合理的是
A．Mg(OH) MgCl (aq) Mg
2 2
B．Cu CuSO Cu(NO )
4 3 2
C．浓盐酸 Cl 漂白粉
2
D．FeO FeCl (aq) 无水FeCl
3 3
【答案】C
【解析】
A．电解氯化镁应该在熔融状态下，而不是溶液，A项错误；
B．铜与稀硫酸不反应，B项错误；
C． ，
，C项正确；D．氯化铁溶液蒸发过程中铁离子水解生成氢氧化铁和HCl，HCl挥发，加热促进HCl挥
发，水解正向移动，所以产物为氢氧化铁并不是无水氯化铁，D项错误；
答案选C。
6．从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH) 沉
2
淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl 溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可
2
得到金属镁(已知镁在热水中能反应生成氢气)。工艺流程如下：
下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是
A．电解MgCl 溶液即可得到金属镁
2
B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却
C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应
D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用
【答案】D
【解析】
A．电解熔融的MgCl 即可得到金属镁和氯气，电解其溶液不能得到镁，A说法错误；
2
B．镁在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则电解后得到的镁不能在氮气氛围中冷却，B
说法错误；
C．上述从母液中提取镁的变化过程中，电解氯化镁得到镁为分解反应，C说法错误；
D．制备过程中产生的氯气可以与氢气反应制备盐酸，在浓缩结晶中循环使用，D说法正
确；
答案为D。
7．利用菱镁矿MgCO (含杂质Al O、FeCO)制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是
3 2 3 3A．“酸浸”时溶液中有电子转移 B．“氧化”时用稀硝酸代替更好
C．沉淀混合物为Al(OH) 和Fe(OH) D．电解MgCl 溶液可得到金属镁
3 3 2
【答案】C
【解析】
A． “酸浸”时MgCO 、Al O、FeCO 与盐酸反应，所得产物有金属氯化物、水和二氧
3 2 3 3
化碳，化合价不变，无电子转移，A错误；
B． 过氧化氢是绿色氧化剂，若用稀硝酸，其还原产物为NO等，氮氧化物是大气污染
物，B错误；
C． “沉淀”环节，通过条件pH产生Al(OH) 和Fe(OH) 沉淀混合物并过滤除去，C正
3 3
确；
D． 电解MgCl 溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解熔融氯化镁可得到金属镁，D
2
错误；
答案选C。
8．现有MgCl 和Al (SO ) 混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入
2 2 4 3
NaOH溶液的体积如图所示，原溶液中Cl－与 的物质的量之比为（ ）
A．1：3 B．2：3 C．6：1 D．3：1
【答案】A
【解析】
由图可知加入0.7体积NaOH，沉淀达最大量，沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，令氢氧化钠
的浓度为c，根据氢氧根守恒可知2n[Mg(OH) ]+3n[Al(OH) ]=n(OH-)=0.7cmol，再加入0.2
2 3
体积NaOH时，沉淀由最大值减小为最小值，故0.2cmolNaOH溶解氢氧化铝沉淀，根据
反应Al(OH) +NaOH=NaAlO +2H O可知，n[Al(OH) ]=0.2cmol，所以
3 2 2 32n[Mg(OH) ]+3×0.2cmol=0.7cmol，故n[Mg(OH) ]=0.05cmol，根据化学式MgCl 可知溶液
2 2 2
中n(Cl-)=2n[Mg(OH) ]=2×0.05cmol=0.1cmol，根据化学式Al (SO ) 可知溶液中n( )=
2 2 4 3
n[Al(OH) ]= ×0.2cmol=0.3cmol，所以原溶液中Cl-与 的物质的量之比为
3
0.1cmol：0.3cmol=1：3，A正确；
答案为A。
9．欲从 溶液中除去少量 ， 下列操作顺序正确的是
①加入过量氨水 ②加入过量 溶液
③加入适量盐酸 ④加入适量硫酸 ⑤过滤
A．①⑤③ B．②⑤③ C．②⑤④ D．①⑤④
【答案】B
【解析】
欲从 溶液中除去少量 ，先加入过量的 溶液，此时 转化为
沉淀， 转化为 ，过滤出 沉淀，并将其溶于适量盐酸中生
成 溶液，则操作顺序为②⑤③，故答案选B。
10．碱式氯化镁(MgOHCl)常用作塑料添加剂，工业上制备方法较多，其中利用氢氧化镁
热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁的工艺属于我国首创。某中学科研小组根据该原
理设计如下装置图进行相关实验，装置C中CuO的质量为8.0 g。请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为：
_____________________________。
（2）装置D中生成沉淀，发生反应的离子方程式为
_________________________________。
（3）反应过程中持续通入N 的作用有两点：一是: 将装置A中产生的氨气完全导出，二
2
是:_______________________________。
（4）若测得碱石灰的质量增加了a g，则得到碱式氯化镁的质量为_______g。
（5）反应完毕，装置C中的氧化铜全部由黑色变为红色，称其质量为6.8 g，且生成的气
体可直接排放到大气中，则红色固体是_______，该反应中转移电子的物质的量为
_______mol。
（6）请你设计一个实验方案证明装置C中的氧化铜反应完全后得到的红色固体中含有氧
化亚铜。已知：①Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋HO
2 2
②限选试剂：2 mol·L－1HSO 溶液、浓硫酸、2 mol·L－1HNO 溶液、10 mol·L－1 HNO 溶液
2 4 3 3
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取反应后装置C中的少许固体于试管中
步骤2：____________ ____________
【答案】（1）Mg(OH) ＋NH Cl MgOHCl＋NH ↑＋HO （2） Al3＋＋
2 4 3 2
3NH ·H O=Al(OH) ↓＋3NH （3） 稀释氨气，防止倒吸 （4） 4.25a （5） Cu和
3 2 3
Cu O 0.15 （6） 向试管中加入适量2 mol·L－1HSO 溶液 溶液变成蓝色，说明红色
2 2 4
固体中含有Cu O
2【分析】
A中反应得到MgOHCl，还生成NH 与HO，碱石灰干燥氨气，C中氨气与氧化铜反应会
3 2
得到氮气与水，D最过氧化钠水反应生成氧气，D中氨气与氧气发生催化氧化，F中NO
与氧气反应得到二氧化氮，G中二氧化氮溶解得到硝酸，硝酸与Cu反应。据此分析解答。
【解析】
(1)A中氢氧化镁与氯化铵再加热条件下反应生成MgOHCl、NH 与HO，反应方程式为：
3 2
Mg(OH) +NHCl MgOHCl+NH ↑+H O，故答案为Mg(OH) +NHCl
2 4 3 2 2 4
MgOHCl+NH ↑+H O；
3 2
(2)氨水和氯化铝反应生成氯化铵和氢氧化铝，反应的离子方程式为Al3+
+3NH•H O=Al(OH) ↓+3NH+，故答案为Al3++3NH•H O=Al(OH) ↓+3NH+；
3 2 3 4 3 2 3 4
(3)G中二氧化氮、氨气极易溶于水，溶解会导致倒吸，通入氮气可以稀释氨气，防止倒
吸，故答案为稀释氨气，防止倒吸；
(4)若测得碱石灰的质量增加了a g，即生成的水的质量为ag，根据Mg(OH) +NHCl
2 4
MgOHCl+NH ↑+H O，生成的碱式氯化镁的质量为 ×76.5g/mol=4.25a g，故答案
3 2
为4.25a；
(5)红色物质为Cu或Cu O或二者混合物，固体质量减少质量为减少的氧元素质量，则减
2
少的氧元素质量为8g-6.8g=1.2g，而CuO中氧元素质量为8.0g× =1.6g＞1.2g，故红色
固体为Cu、Cu O混合物，设二者物质的量分别为xmol、ymol，则：x+2y＝ ，
2
64x+144y，解得x=0.05，y=0.025，则转移电子为0.05mol×2+0.025mol×2=0.15mol，故答
案为Cu和Cu O；0.15；
2
(6)Cu能与浓硫酸反应，Cu O能与稀酸反应得到Cu2+，用稀HSO 溶液溶解，溶液中出现
2 2 4蓝色，说明红色固体中含有Cu O，故答案为向试管中加入适量2 mol·L－1HSO 溶液；溶
2 2 4
液变成蓝色，说明红色固体中含有Cu O。
2
11．海水中蕴藏的元素高达80多种，是人类财富的重要集散地。如图是对海水资源的综
合利用的示意图。
请回答下列问题：
(1)地球上99%以上的溴元素存在于海洋中，资料显示海水中溴的含量约为 。
如图中制备溴涉及步骤I、Ⅱ、Ⅲ，写出步骤Ⅲ中反应的离子方程式：
____________________________。
(2)制备镁的工艺中，从卤水到 经历了 的过程，
生成 的过程看似多余，其实该过程的作用是_____________________。
(3)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用
作镁蒸气的冷却剂的是_______（填字母序号）。
A．Ar B．CO C．O D．N
2 2 2
【答案】(1) (2) 镁的富集或分离出镁 (3) A
【分析】
海水晒盐得到卤水，通入氯气氧化溴离子得到低浓度的溴单质溶液，通入热空气吹出溴
单质，用纯碱溶液吸收得到溴酸根离子、溴离子的溶液，再用硫酸酸化得到溴单质；在
卤水中加入熟石灰沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤后再氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶
解得到氯化镁溶液，浓缩蒸发结晶析出氯化镁晶体，在氯化氢气流中失去结晶水得到固
体氯化镁固体，电极熔融氯化镁得到金属镁，以此分析解答。【解析】
（1）步骤II中是碳酸钠吸收溴单质生成溴酸钠、溴化钠和二氧化碳，反应的离子方程式
为： ，步骤III中是溴酸钠和溴化钠在卤水溶液中发生
归中反应生成溴单质，反应的离子方程式为： ；
（2）制备镁的工艺中，从卤水到MgCl (aq)经历MgCl →Mg(OH) →MgCl 的过程，生成
2 2 2 2
Mg(OH) 的过程是镁的富集或分离出镁；
2
（3）能和金属镁发生反应的气体：氮气、氧气、二氧化碳，Ar气体是惰性气体不和镁反
应，所以可以用氩气做镁蒸气的冷却剂，故选A。
