Question

Ⅰ、鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的．主要步驟如下：

（1）為了使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，試劑①可以選用

 

，要使MgSO₄完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)為

 

．
（2）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是

 

．
（3）試劑②選用

 

；寫(xiě)出其反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）無(wú)水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式
為

 

．
Ⅱ、某粗鹽主要成分為氯化鈉，雜質(zhì)為不溶性泥沙和可溶性的MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄．某�；瘜W(xué)興趣小組欲探究食鹽的精制過(guò)程，以該粗鹽為原料，設(shè)計(jì)方案流程如下：

試回答下列問(wèn)題：
（1）在第①步和第⑤步中都要用到玻璃棒，它們的主要作用分別是

 

、

 

（2）第②步操作的目的是除去粗鹽中的

 

（填化學(xué)式，下同），第⑥步操作的目的是除去濾液中的

 

、

 

．
（3）第⑤步“過(guò)濾”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO₄、Mg（OH）₂、

 

、

 

（填化學(xué)式，下同）．
（4）在第⑨步操作中，選擇的除雜試劑不能用KOH代替NaOH，理由是

 

．
（5）寫(xiě)出第⑥步涉及的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,海水資源及其綜合利用,粗鹽提純

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ、海水中加入氫氧化鈉，將硫酸鎂轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，通入蒸發(fā)濃縮、洗滌干燥得到干燥的氯化鎂，然后電解熔融氯化鎂獲得金屬鎂，
（1）為了使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，則加入的物質(zhì)含有氫氧根離子且不陰極新的雜質(zhì)離子，要使MgSO₄完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)為過(guò)量；
（2）分離不溶性固體和溶液的方法是過(guò)濾；
（3）鹽酸和氫氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂；
（4）電解熔融氯化鎂生成氯氣和鎂；
Ⅱ、向溶解的粗鹽中加入過(guò)量氯化鋇溶液除去硫酸根離子，然后加入過(guò)量氫氧化鈉溶液除去鎂離子，再加入過(guò)量碳酸鈉溶液除去鈣離子及過(guò)量的鋇離子，過(guò)濾后向?yàn)V液中加熱鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH，除去過(guò)量的碳酸鈉、氫氧化鈉雜質(zhì)，最后通過(guò)蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干得到純凈的氯化鈉，
（1）第①步為粗鹽的溶解，第⑤步為過(guò)濾，根據(jù)玻璃棒在溶解和過(guò)濾操作中的作用解答；
（2）氯化鋇可以和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，加入鹽酸可以除去過(guò)量的碳酸鈉和氫氧化鈉；
（3）難溶物質(zhì)和溶液的分離采用過(guò)濾的方法，根據(jù)方案流程判斷沉淀的成分；
（4）加入氫氧化鉀，引進(jìn)了雜質(zhì)鉀離子；
（5）加入鹽酸中和氫氧化鈉和過(guò)量的碳酸鈉，根據(jù)反應(yīng)實(shí)質(zhì)來(lái)書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答： 解：Ⅰ、海水中加入氫氧化鈉，將硫酸鎂轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，通入蒸發(fā)濃縮、洗滌干燥得到干燥的氯化鎂，然后電解熔融氯化鎂獲得金屬鎂，
（1）使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，應(yīng)選擇堿，在轉(zhuǎn)化中不引入新的離子，則試劑①選擇NaOH，為了使鎂離子完全轉(zhuǎn)化，加入試劑①的量應(yīng)過(guò)量，
故答案為：NaOH；過(guò)量；
（2）過(guò)濾適用于不溶于水的固體和液體，氫氧化鎂不溶于水，所以分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是過(guò)濾，
故答案為：過(guò)濾；
（3）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，所以離子方程式為Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，
故答案為：鹽酸；Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
（4）氯化鎂電解為分解反應(yīng)，產(chǎn)物為鎂和氯氣，所以電解方程式為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑；
Ⅱ、向溶解的粗鹽中加入過(guò)量氯化鋇溶液除去硫酸根離子，然后加入過(guò)量氫氧化鈉溶液除去鎂離子，再加入過(guò)量碳酸鈉溶液除去鈣離子及過(guò)量的鋇離子，過(guò)濾后向?yàn)V液中加熱鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH，除去過(guò)量的碳酸鈉、氫氧化鈉雜質(zhì)，最后通過(guò)蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干得到純凈的氯化鈉，
（1）第①步為粗鹽的溶解，玻璃棒的作用是攪拌，加速粗鹽的溶解；第⑤步為過(guò)濾，過(guò)濾是將固體和液體進(jìn)行分離的一種操作，玻璃棒在其中的作用是引流，避免溶液灑落，
故答案為：攪拌；引流；
（2）氯化鋇可以和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，步驟②是為了除去硫酸鈉；
第⑥步操作加入鹽酸，鹽酸與氫氧化鈉生成氯化鈉和水，與碳酸鈉生成氯化鈉、二氧化碳和水，
故答案為：Na₂SO₄；HCl、Na₂CO₃；
（3）第⑤步“過(guò)濾”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO₄、Mg（OH）₂、CaCO₃以及BaCO₃，
故答案為：CaCO₃；BaCO₃；
（4）加入氫氧化鈉，可以除去溶液中的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl，選擇的除雜試劑不能用KOH代替NaOH，否則會(huì)引入鉀離子，
故答案為：會(huì)引入新的雜質(zhì)KCl；
（5）第⑥步加入鹽酸，鹽酸與氫氧化鈉生成氯化鈉和水，與碳酸鈉生成氯化鈉、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式：H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離、提純方法及基本操作方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，涉及粗鹽的提純、海水資源的綜合應(yīng)用等知識(shí)，試題充分考查離子形式的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>