Question

8．以海水為原料可以提取金屬鎂，圖是某工廠從海水中提取鎂的主要步驟．討論以下相關(guān)問(wèn)題

（1）在海水提鎂的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集 有三個(gè)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)．
學(xué)生甲的觀點(diǎn)：直接往海水中加入沉淀劑．
學(xué)生乙的觀點(diǎn)：利用曬鹽后的苦鹵水，再加入沉淀劑．
學(xué)生丙的觀點(diǎn)：高溫加熱蒸發(fā)海水后，再加入沉淀劑．
通過(guò)分析比較你認(rèn)為學(xué)生乙的觀點(diǎn)正確（填學(xué)生序號(hào)）．
（2）為了使鎂離子沉淀下來(lái)，充分利用當(dāng)?shù)氐呢悮ぃㄖ饕�成分為碳酸鈣）資源獲得沉淀劑，加入的試劑①是Ca（OH）₂（填化學(xué)式）．寫出由貝殼制取試劑①的相關(guān)化學(xué)方程式：CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
（3）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是D（填標(biāo)號(hào)字母）
A．蒸餾     B．分液   C．萃取    D．過(guò)濾
（4）加入的試劑②是HCl（填化學(xué)式）．工業(yè)過(guò)程中常常將蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化鎂水合物晶體再置于HCl氣流中加熱獲得無(wú)水MgCl₂，其目的是抑制水解，得到純凈的無(wú)水氯化鎂．
（5）寫出由無(wú)水MgCl₂制取金屬鎂的化學(xué)方程式MgCl₂（熔化） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)題中工業(yè)流程圖可知，海水中加入堿，使鎂離子沉淀，過(guò)濾得到氫氧化鎂，氫氧化鎂溶于鹽酸得氯化鎂溶液，氯化鎂溶液在酸性條件下蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱得無(wú)水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得鎂．
（1）可以比較三個(gè)觀點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，綜合分析；
（2）從氯化鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂的方法以及原料的成本來(lái)思考，為了使鎂離子沉淀下來(lái)，充分利用當(dāng)?shù)氐呢悮ぃㄖ饕�成分為碳酸鈣）資源獲得沉淀劑，加入的試劑①是氫氧化鈣，貝殼制取試劑①是碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣溶于水生成氫氧化鈣；
（3）分離固體和溶液的方法為過(guò)濾；
（4）氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂，需要加入鹽酸反應(yīng)，氯化鎂水合物晶體再置于HCl氣流中加熱獲得無(wú)水MgCl₂，是抑制氯化鎂水解生成氫氧化鎂；
（5）工業(yè)上制取單質(zhì)鎂的方法是電解熔融氯化鎂；

解答 解：（1）學(xué)生甲與其他觀點(diǎn)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(diǎn)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(xué)生乙與學(xué)生丙相比，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)生乙的觀點(diǎn)正確，因?yàn)椋烘V離子富集濃度高，成本低．
學(xué)生丙與其他觀點(diǎn)相比，高溫蒸發(fā)海水，消耗的能源多，成本太高．因此學(xué)生丙的觀點(diǎn)不正確，原因是：能源消耗大，海水的綜合利用低，成本高；
故答案為：乙；
（2）因碳酸鈣高溫分解得到氧化鈣，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂，加入的試劑①是Ca（OH）₂，由貝殼制取試劑①的相關(guān)化學(xué)方程式：CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑； CaO+H₂O═Ca（OH）₂，
故答案為：Ca（OH）₂； CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑； CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
（3）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是過(guò)濾分離混合物，故選D，
故答案為：D；
（4）要使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂，則需要加入鹽酸反應(yīng)，即試劑②是鹽酸，工業(yè)過(guò)程中常常將蒸發(fā)結(jié)晶后的氯化鎂水合物晶體再置于HCl氣流中加熱獲得無(wú)水MgCl₂，其目的是抑制水解，得到純凈的無(wú)水氯化鎂，
故答案為：HCl；抑制水解，得到純凈的無(wú)水氯化鎂；
（5）工業(yè)制取鎂時(shí)，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂，MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案為：，MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題從物質(zhì)轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)、方法的優(yōu)劣、海水提取鎂的過(guò)程等來(lái)分析判斷，通過(guò)本題要學(xué)會(huì)怎樣評(píng)價(jià)不同方法的優(yōu)劣，從而選擇出最佳方法，工業(yè)流程的原理和實(shí)驗(yàn)操作，題目難度中等．