Question

【題目】工業(yè)上可以采用熱還原法制備金屬鎂（鎂沸點(diǎn)為1107℃，熔點(diǎn)是648.8℃）。
（1）將堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式爐中先升溫至500℃保持一段時(shí)間，然后升溫至1450℃反應(yīng)制得鎂。
①用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進(jìn)行，其原因是。
②焦炭與堿式碳酸鎂的物質(zhì)的量的比值不同對(duì)鎂的還原率有較大影響，結(jié)果如圖。當(dāng)比值大于15∶1時(shí)，還原率下降的原因可能是。
③堿式碳酸鎂分解如圖所示，寫(xiě)出在1450℃反應(yīng)制得鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式。

（2）工業(yè)上可以采用MgCl2溶液和Na2CO3溶液混合制備堿式碳酸鎂，寫(xiě)出反應(yīng)離子方程式。反應(yīng)采用68℃，溫度不宜高于68℃的原因是。
（3）工業(yè)采用電解MgCl2溶液產(chǎn)生Mg(OH)2 ， 如圖。然后用Mg(OH)2懸濁液吸收煙氣中的二氧化碳，減少二氧化碳的排放同時(shí)產(chǎn)生堿式碳酸鎂。該電池的陰極電極反應(yīng)式為。電解時(shí)還得到副產(chǎn)物為。

Answer 1

【答案】
（1）在空氣中鎂被氧氣氧化；過(guò)量的焦炭能吸附鎂蒸氣，收集到的鎂量減少；MgO+C = Mg+CO
（2）5Mg2++5CO32-+ H2O = 4MgCO3·Mg(OH)2↓+ CO2↑；堿式碳酸鎂受熱分解或水解為氫氧化鎂
（3）Mg2++ 2H2O +2e- = Mg(OH)2↓+H2↑；HCl
【解析】解：（1）①金屬鎂性質(zhì)活潑，在空氣中能與氧氣和氛氣等反應(yīng)，所以要排除空氣反應(yīng)，②當(dāng)比值大于15 ：1時(shí)就是焦炭過(guò)量，焦炭具有較大的表面積具有吸附作用，能吸附鎂蒸氣導(dǎo)致鎂的產(chǎn)率降低;③根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定分解的最終產(chǎn)物為氧化鎂(5×40/484=0.41)，因?yàn)榻固窟^(guò)量，所以產(chǎn)物為鎂和CO;（2）該反應(yīng)為鎂離子部分水解得到的產(chǎn)物: 5Mg2++5CO32-+ H2O = 4MgCO3·Mg(OH)2↓+ CO2↑;堿式碳酸鎂受熱分解為氧化鎂或水解為氫氧化鎂進(jìn)一步分解為氧化鎂;(3)電解時(shí)陰極陽(yáng)離子放電，應(yīng)為氫離子放電產(chǎn)生氫氣，溶液中生成的氫氧根離子與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，陽(yáng)極上氫氣放電產(chǎn)生氫離子，氯離子通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)，得到鹽酸副產(chǎn)品。