Question

從海水中提取鎂是世界各國獲得鎂的主要來源，以下是制取鎂的過程中涉及的幾種物質的溶度積，根據你所學的知識回答下列幾個問題：

物質	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	Mg(OH)2
溶度積	2.8×10–9	6.8×10–6	5.5×10–6	1.8×10–11

 
(1)在從海水中提取鎂時，往往用到貝殼(主要成份是碳酸鈣)，你認為          (填“能”或“不能”)將貝殼研磨成粉末直接投入海水中，理由是                                  ；如果不能直接投入，應將貝殼作何處理，試寫出化學方程式                                。
(2)某同學在實驗室條件下模擬該生產過程，但實驗室無石灰，他打算用燒堿代替，你認為          (填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)₂。在加試劑時，誤將純堿溶液加入海水中，他思考了一下，又在得到的混合體系中加入過量的燒堿溶液，你覺得他          (填“能”或“不能”)將Mg²⁺轉化為Mg(OH)₂沉淀，理由是                                     (用離子方程式表示)。
(3)已知海水中鎂離子濃度為1.8×10^–3mol·L^–1，則要使鎂離子產生沉淀，溶液的PH最低應為          。

Answer 1

(1)不能(1分)；   貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃，CaCO₃的溶解度比MgCO₃的溶解度小，所以將其直接投入海水中不能產生MgCO₃(2分)；    CaCO₃CaO + CO₂↑(2分)；      (2)可以(1分)；
能(1分)；    CO₃^2– + Mg²⁺ = MgCO₃、MgCO₃ + 2OH^– = Mg(OH)₂ + CO₃^2–(4分)     (3)10(2分)

試題分析：(1)貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃，CaCO₃的溶度積比MgCO₃的溶度積小，所以將其直接投入海水中不能產生MgCO₃；應將貝殼煅燒成CaO，CaO投入海水中生成的Ca(OH)₂使海水中的Mg²⁺轉化為Mg(OH)₂沉淀。(2)NaOH電離出的OH^–可與Mg²⁺反應生成Mg(OH)₂沉淀。Mg(OH)₂的溶度積MgCO₃的溶度積，可以通過與燒堿反應把MgCO₃沉淀轉化為Mg(OH)₂沉淀：MgCO₃ + 2OH^– = Mg(OH)₂ + CO₃^2–。(3)Ksp[Mg(OH)₂]=c(Mg²⁺)·c²(OH^–)=1.8×10^–3·c²(OH^–)=1.8×10^–11，可求得c(OH^–)=1×10^–4，故pH=10。