Question

4．目前世界上60%的鎂是從海水提取的．海水提鎂的主要流程如下：請(qǐng)回答下列問題：

（1）從離子反應(yīng)的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是沉淀Mg²⁺（或使Mg²⁺形成Mg（OH）₂沉淀），寫出在沉淀池的離子方程式Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓
（2）石灰乳是生石灰與水形成的懸濁液，從充分利用海洋化學(xué)資源，提高經(jīng)濟(jì)效益的角度，生產(chǎn)生石灰的主要原料來源于海洋中的貝殼（或牡蠣殼等）
（3）操作A是過濾，操作B是加熱濃縮（或蒸發(fā)結(jié)晶）．
（4）操作B后，由MgCl₂•6H₂O得到無水MgCl₂應(yīng)采取的操作是在HCl氣氛中加熱脫水，無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下電解的化學(xué)方程式為MgO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)耗費(fèi)大量的能量而增加生產(chǎn)成本，從考慮成本和廢物循環(huán)利用的角度，副產(chǎn)物氯氣可以用于制鹽酸
（5）海水提鎂的過程，為什么要將海水中的氯化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉(zhuǎn)變?yōu)槁然�鎂海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低．有人認(rèn)為，可直接加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融MgO制金屬鎂，這樣可簡化實(shí)驗(yàn)步驟，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的簡約性原則．你不同意（填“同意”或“不同意”）該同學(xué)的想法，你的理由是MgO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)耗費(fèi)大量的能量而增加生產(chǎn)成本．

Answer 1

分析 流程分析生石灰氧化鈣溶于水生成氫氧化鈣，加入海水中沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，過濾后加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到氯化鎂固體，熔融電解得到金屬鎂，
（1）鎂離子能與氫氧根離子反應(yīng)生成沉淀；
（2）海洋產(chǎn)品中含有與石灰石相同的物質(zhì)，煅燒得到氧化鈣；
（3）依據(jù)過濾的原理和溶液中得到六水合氯化鎂晶體方法分析；
（4）操作B后，由MgCl₂•6H₂O得到無水MgCl₂應(yīng)防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂沉淀，采取的操作是在HCl氣氛中加熱脫水得到無水氯化鎂，無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極鎂離子得到電子生成鎂單質(zhì)；
（5）將海水中的氯化鎂含量大，由于未富集，鎂離子濃度很低，直接加熱濃縮提取須消耗大量的電能，成本高，MgO熔點(diǎn)為3105℃，MgCl₂熔點(diǎn)714℃，熔融MgO時(shí)耗費(fèi)大量的能量．

解答 解：（1）鎂離子能與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，寫離子方程式時(shí)氫氧化鎂沉淀寫化學(xué)式，
故答案為：沉淀Mg²⁺（或使Mg²⁺形成Mg（OH）₂沉淀）；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）貝殼或牡蠣殼的主要成分為碳酸鈣，
故答案為：貝殼（或牡蠣殼等）
（3）分離不溶于水的固體和液體，可用過濾的方法，從沉淀池中得到氫氧化鎂用過濾的方法，從氯化鎂溶液中得到六水合氯化鎂，防結(jié)晶水損失，通過加熱濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶的方法獲得六水合氯化鎂，
故答案為：過濾； 加熱濃縮（或蒸發(fā)結(jié)晶）；
（4）從氫氧化鎂到氯化鎂，氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，操作B后，為防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂沉淀，由MgCl₂•6H₂O得到無水MgCl₂應(yīng)采取的操作是在HCl氣氛中加熱脫水得到無水氯化鎂，無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極鎂離子得到電子生成鎂單質(zhì)，所以氯化鎂電解會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl₂，副產(chǎn)物氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫，能循環(huán)使用，
故答案為：在HCl氣氛中加熱脫水；MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；制鹽酸；
（5）將海水中的氯化鎂含量大，由于未富集，鎂離子濃度很低，直接加熱濃縮提取須消耗大量的電能，成本高，且提取的氯化鎂鹽中混有大量的其它氯化鈉鹽等離子，所以須將海水中的氯化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉(zhuǎn)變?yōu)槁然�鎂，MgO熔點(diǎn)為3105℃，MgCl₂熔點(diǎn)714℃，熔融MgO時(shí)耗費(fèi)大量的能量，而增加生產(chǎn)成本，
故答案為：海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低；不同意； MgO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)耗費(fèi)大量的能量而增加生產(chǎn)成本；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了從海水中提取鎂的反應(yīng)原理，利用所學(xué)知識(shí)結(jié)合流程圖信息是解答本題的關(guān)鍵，難度中等．