(14分)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1) MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2) A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3) 在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4) 为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式: 。
【答案】
(1)r(H+)<r(Mg2+)<r(N3-)<r(Cl-)(2份) 第三周期ⅡA族(1分)
(1分)
(2)Mg2Si(1分) 熔融,电解(2分) NH3,NH4Cl(1分)
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(3)SiC(2分)
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O(2分)
(5)CH3CH2CHO,CH3CHO(2分)
【解析】 本题主要考查元素及其化合物知识。(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子有Mg2+、Cl-、N3-、H+,Cl-有3个电子层,四者中离子半径最大,Mg2+、N3-有2个电子层,且具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,则N3-的半径大于Mg2+的半径,故离子半径由小到大的顺序为r(H+)<r(Mg2+)<r(N3-)<r(Cl-)。
根据镁的原子结构示意图可推知镁位于元素周期表的第三周期ⅡA族。Mg(OH)2为离子化合物,其电子式为
(2)根据反应①,由原子守恒可推知A2B为Mg2Si。可通过电解熔融的MgCl2获得Mg。由题图可知,由MgCl2·6NH3得到的NH3、NH4Cl可以循环用于反应①。(3)由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,显然该耐磨材料为原子晶体SiC。(4)煤燃烧产生的SO2与Mg(OH)2反应生成MgSO3,MgSO3具有还原性,易被空气中的氧气氧化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O。(5)根据格氏试剂与醛反应合成醇的反应原理,
可由CH3MgBr与CH3CH2CHO反应制得,也可由CH3CH2MgBr与CH3CHO反应制得,故所需醛的可能结构简式为CH3CH2CHO、CH3CHO。