Question

【題目】以海水為原料可以提取金屬鎂，下圖是某工廠從海水中提取鎂的主要步驟。討論以下相關問題

（1）在海水提鎂的過程中如何實現對鎂離子的富集，有三個學生提出自己的觀點。

學生甲的觀點：直接往海水中加入沉淀劑。

學生乙的觀點：高溫加熱蒸發海水后，再加入沉淀劑。

學生丙的觀點：利用曬鹽后的苦鹵水，再加入沉淀劑。

通過分析比較你認為學生_____的觀點正確（填學生序號）。

（2）為了使鎂離子沉淀下來，充分利用當地的貝殼（主要成分為碳酸鈣）資源獲得沉淀劑，加入的試劑①是_________（填化學式）。寫出由貝殼制取試劑①的相關化學方程式：___________；

（3）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）2沉淀的方法是_________（填標號字母）

A．蒸餾 B．分液 C．過濾 D．萃取

（4）加入的試劑②是________（填化學式）。工業過程中常常將蒸發結晶后的氯化鎂水合物晶體再置于HCl氣流中加熱獲得無水MgCl2,其目的是______________________________。

（5）寫出由無水MgCl2制取金屬鎂的化學方程式_____________________________。

Answer 1

【答案】丙 Ca（OH）2 CaCO3 CaO +CO2 ↑；CaO+H2O=Ca(OH)2 C HCl 抑制水解，得到純凈的無水氯化鎂 MgCl2(熔融) Mg+Cl2 ↑

【解析】

首先向混合物中加入堿，反應生成氫氧化鎂沉淀，分離沉淀和濾液，再將氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂，蒸發結晶后，電解熔融的氯化鎂，進而得到金屬鎂，根據物質的制備和提純的流程分析解答。

(1)學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，因此學生甲的觀點不正確，原因是：海水中鎂離子濃度小，沉淀劑的用量大，不利于鎂離子的沉淀；學生乙與其他觀點相比，高溫蒸發海水，消耗的能源多，成本太高，因此學生乙的觀點不正確，原因是：能源消耗大，海水的綜合利用低，成本高；學生丙與學生乙相比，利用曬鹽后的苦鹵，節約能源，成本低；與學生甲相比鎂離子濃度高，有利于鎂元素的富集；因此學生丙的觀點正確，因為：鎂離子富集濃度高，成本低；
故答案為：丙；

(2) 因碳酸鈣高溫分解得到氧化鈣，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與氯化鎂反應生成氫氧化鎂，方程式為：CaCO3 CaO +CO2 ↑， CaO+H2O=Ca(OH)2；

故答案為：Ca（OH）2，CaCO3 CaO +CO2 ↑；CaO+H2O= Ca(OH)2；

(3)分離難溶固體與液體的混合物，應使用過濾操作；

故答案為：C；

(4) 要使氫氧化鎂轉化為氯化鎂，則需要加入鹽酸反應，即試劑②是鹽酸，由于Mg2+會發生水解，生成氫氧化鎂，故工業過程中常常將蒸發結晶后的氯化鎂水合物晶體再置于HCl氣流中加熱獲得無水MgCl2，從而抑制Mg2+的水解；

故答案為：HCl，抑制水解，得到純凈的無水氯化鎂；

(5)利用電解熔融狀態的氯化鎂獲得金屬鎂；MgCl2(熔融) Mg+Cl2 ↑

故答案為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2 ↑。