Question

【題目】鎂是一種重要的金屬資源，工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解法。

（1）電解法制取鎂單質(zhì)的反應(yīng)方程式是：___。

（2）電解原料無水氯化鎂可由海水制備。主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②海水中加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶。其步驟先后順序是___（步驟可重復(fù)使用），

（3）上述步驟①中“一定條件下”具體是指：___，其目的是___。

（4）已知某溫度下Mg(OH)2的Ksp＝6.4×l012，當(dāng)溶液中c(Mg2+)≤1.0×105mol·L1可視為沉淀完全，則此溫度下應(yīng)保持溶液中c(OH－)≥___mol·L1。

（5）將飽和NH4Cl溶液滴入少量的Mg(OH)2懸濁液中，可看到白色沉淀溶解溶液變澄清。反應(yīng)原理可能有兩方面，請(qǐng)分別用離子方程式表示：

①____；

②____。

要驗(yàn)證①②誰是Mg(OH)2溶解的主要原因，可選取___代替NH4Cl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

A．NH4NO3 B．(NH4)2SO4 C．CH3COONH4 D．NH4HCO3

（6）鎂電池是近年來科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。一種“鎂—次氯酸鹽”電池的總反應(yīng)為：Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-。其工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式：___；用此鎂電池給鉛蓄電池充電，下列說法中正確的是___。

A．鎂電池正極與鉛蓄電池正極相連

B．電子從Pb電極轉(zhuǎn)移到鎂電池負(fù)極

C．充電后，鉛蓄電池兩極質(zhì)量均減小，理論上鎂電池消耗24gMg，陰、陽極的質(zhì)量變化之比為3︰2

D．充電后，鎂電池和鉛蓄電池的pH均增大

Answer 1

【答案】MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ ②④③⑤④① 在HCl氣流中加熱晶體 防止加熱時(shí)氯化鎂水解 8×10-4 2NH4++Mg(OH)2=2NH3H2O+Mg2+ NH4++H2ONH3H2O+H+、2H++Mg(OH)2=Mg2++2H2O C ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- AC

【解析】

（1）工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解熔融的氯化鎂；

（2）因海水中MgCl2的濃度較小，所以要經(jīng)過富集這一過程：先加熟石灰形成沉淀，然后將沉淀過濾，接著將Mg（OH）2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2，這樣就實(shí)現(xiàn)了MgCl2富集，將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鎂晶體（MgCl2 6H2O）（這步是為了得到純凈的MgCl2），又因MgCl2易水解，為防止MgCl2水解的水解，加熱六水合氯化鎂晶體必須在HCl氛圍下中進(jìn)行；

（3）根據(jù)（2）的分析，步驟①中“一定條件下”具體是指在HCl氣流中加熱晶體，目的防止加熱時(shí)水合氯化鎂晶體水解；

（4）Mg（OH）2的Ksp=6.4×10-12，當(dāng)溶液中c（Mg2+）≤1.0×10-5mol L-1可視為沉淀完全，則Ksp=c（Mg2+）×c2（OH-）=6.4×10-12，c（OH-）≥8×10-4mol/L；

（5）加入NH4Cl，溶解后因其能水解顯酸性，水解生成的鹽酸會(huì)溶解氫氧化鎂，從而又會(huì)造成Mg（OH）2沉淀的溶解，所以飽和NH4Cl溶液滴入少量的Mg（OH）2懸濁液中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是白色沉淀溶解；代替NH4Cl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)需要有銨根且是中性；

（6）一種“鎂-次氯酸鹽”電池的總反應(yīng)為：Mg+ClO-+H2O═Mg（OH）2+Cl-。其工作時(shí)正極是ClO-得電子發(fā)生還原反應(yīng)的反應(yīng)。

（1）工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解熔融的氯化鎂，方程式為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；

（2）因海水中MgCl2的濃度較小，所以要經(jīng)過富集這一過程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2+CaCl2，然后將沉淀過濾，接著將Mg（OH）2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2：Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，這樣就實(shí)現(xiàn)了MgCl2富集，將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鎂晶體（MgCl2 6H2O）（這步是為了得到純凈的MgCl2），又因MgCl2易水解，為防止MgCl2水解的水解，加熱六水合氯化鎂晶體必須在HCl氛圍下中進(jìn)行：MgCl2 6H2O MgCl2+6H2O，故答案為：②④③⑤④①；

（3）根據(jù)（2）的分析，步驟①中“一定條件下”具體是指在HCl氣流中加熱晶體，目的防止加熱時(shí)水合氯化鎂晶體水解，故答案為：在HCl氣流中加熱晶體；防止加熱時(shí)水合氯化鎂晶體水解；

（4）Mg（OH）2的Ksp=6.4×10-12，當(dāng)溶液中c（Mg2+）≤1.0×10-5mol L-1可視為沉淀完全，則Ksp=c（Mg2+）×c2（OH-）=6.4×10-12，c（OH-）≥8×10-4mol/L，故答案為：8×10-4；

（5）加入NH4Cl，溶解后因其能水解顯酸性，NH4Cl+H2O NH3 H2O+HCl，水解生成的鹽酸會(huì)溶解氫氧化鎂，從而又會(huì)造成Mg（OH）2沉淀的溶解，Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，所以飽和NH4Cl溶液滴入少量的Mg（OH）2懸濁液中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是白色沉淀溶解，涉及的離子方程式為：①NH4++H2O NH3 H2O+H+；②2H++Mg（OH）2=Mg2++2H2O；代替NH4Cl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)需要有銨根且是中性，硝酸銨、硫酸銨和氯化銨相似，只有銨根離子的水解，而碳酸氫銨溶液呈堿性，只有醋酸銨呈中性并且含有銨根，可以代替NH4Cl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，故選C；

（6）一種“鎂-次氯酸鹽”電池的總反應(yīng)為：Mg+ClO-+H2O═Mg（OH）2+Cl-。其工作時(shí)正極是ClO-得電子發(fā)生還原反應(yīng)的反應(yīng)，所以正極的電極反應(yīng)式為：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；用此鎂電池給鉛蓄電池充電；

A．鎂電池正極充當(dāng)陽極應(yīng)與鉛蓄電池正極相連，故A正確；

B．電子從鎂電池負(fù)極轉(zhuǎn)移到Pb電極，故B錯(cuò)誤；

C．充電后，鉛蓄電池兩極質(zhì)量均減小，理論上鎂電池消耗24gMg即轉(zhuǎn)移2mol電子，所以陰極生成是鉛、陽極生成是二氧化鉛的質(zhì)量變化之比為3：2，故C正確；

D．充電后，鎂電池的PH值基本沒有變化和鉛蓄電池生成硫酸故pH減小，故D錯(cuò)誤；

故答案為：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；AC。