Question

目前世界上60%的鎂是從海水中提取的．某�；瘜W(xué)興趣小組對這個課題展開了探究．已知海水提鎂的主要步驟如下：

興趣小組就這個課題提出了以下問題：
（一）在海水提鎂的過程中如何實現(xiàn)對鎂離子的富集？
甲、乙、丙三位同學(xué)提出了自己的觀點．
甲：直接往海水中加入沉淀劑．
乙：高溫加熱蒸發(fā)海水后，再加入沉淀劑．
丙：利用曬鹽后的苦鹵水，再加入沉淀劑．
通過分析比較，丙同學(xué)觀點更為合理、科學(xué)，請你簡述理由：

 

．
（二）在海水提鎂的過程中如何實現(xiàn)鎂離子的分離？
（1）操作1是

 

（2）試劑②是

 

（填化學(xué)式）．
（3）無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,金屬冶煉的一般原理,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：海水提鎂：Ca（OH）₂加入海水溶液中，得到氫氧化鎂沉淀，操作①為過濾得到Mg（OH）₂↓，加入鹽酸，得到氯化鎂，電解得到鎂和氯氣．
（一）可以比較三個觀點的優(yōu)點和缺點，綜合分析；
（二）（1）向太陽光蒸發(fā)濃縮后的海水中，加入堿可生成氫氧化鎂，分離固體和液體用過濾；
（2）氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂，可加入鹽酸生成氯化鎂；
（3）電解熔融的氯化鎂可得到鎂．

解答： 解：從海水（富含Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、Cl^-等）中提取鎂：貝殼高溫分解：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑加入海水溶液中，CaO+H₂O═Ca（OH）₂，MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂，通過操作①過濾得到濾渣Mg（OH）₂↓，加入鹽酸2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O，溶液濃縮得到氯化鎂的濃溶液，脫水得到無水氯化鎂，電解得到鎂和氯氣，
（一）學(xué)生甲與其他觀點相比，海水中鎂離子濃度小，使用的沉淀劑的量較大，且不利于收集氫氧化鎂，因此學(xué)生甲的觀點不合理、科學(xué)；
學(xué)生乙與其他觀點相比，高溫蒸發(fā)海水，消耗的能源多，成本太高．因此學(xué)生乙的觀點不合理、科學(xué)；
學(xué)生丙與學(xué)生乙相比，利用曬鹽后的苦鹵，節(jié)約能源，成本低；與學(xué)生甲相比鎂離子濃度高，有利于鎂元素的富集．因此學(xué)生丙的觀點合理、科學(xué)；
故答案為：鎂離子富集濃度高，能源消耗小，成本低；
（二）（1）在海水提鎂的過程中應(yīng)先濃縮海水，然后加入沉淀劑，沉降后需過濾分離不溶于水的固體和液體，所以操作1為過濾，
故答案為：過濾；
（2）要使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂，則需要加入鹽酸反應(yīng)，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，即試劑②是鹽酸，
故答案為：HCl；
（3）工業(yè)上由無水MgCl₂制取鎂，常用電解的方法，方程式為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑．

點評：本題考查鎂的制備以及物質(zhì)的分離與提純，注意從題目物質(zhì)轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)、方法的優(yōu)劣等來分考問題，通過本題要學(xué)會怎樣評價不同方法的優(yōu)劣，從而選擇出最佳方法．明確海水中鎂的制備的流程及試劑的選擇來分析是解答關(guān)鍵，注意制備鎂利用電解法，題目難度中等．