Question

以海水為原料獲取金屬鎂，其中重要的一步是獲得無水MgCl₂，然后通過電解法制得金屬鎂．請回答下列問題：
（1）使氯化鎂晶體失去結晶水的方法是

在HCl氛圍中加熱

，選擇電解MgCl₂制金屬鎂而不選用MgO的主要理由是

MgO熔點比MgCl₂高，熔化時能耗高

．
（2）某興趣小組同學取用80.00g的MgCl₂溶液（含鎂元素質量分數為15.00%），將其小心蒸干得49.25g固體（其成分表示為Mg_x（OH）_yCl_z?nH₂O），為研究其組成進行了如下兩實驗：
實驗一：將所得固體全部溶于100mL  1.50mol/L的鹽酸中，再加水稀釋至500mL，測溶液的pH為1；
實驗二：取實驗一稀釋后的溶液50mL向其中加入足量的AgNO₃溶液得沉淀12.915g．
①你認為上述兩實驗是否有必要都做？

沒有必要

理由是

因為Mg²⁺的量已知，只要OH^-、Cl^-確定一個，另一個利用電荷守恒就可確定

；
②所得固體中Cl^-的物質的量為

0.9

mol；
③試通過計算確定固體的化學式．

Answer 1

分析：（1）氯化鎂易水解，為離子化合物，熔融狀態(tài)下可導電，且熔點比氧化鎂低，以此解答該題．
（2）根據鎂離子的量結合電荷守恒可確定氯離子或氫氧根離子的量，以此可確定化學式．

解答：解：（1）使氯化鎂晶體失去結晶水的方法是在HCl氛圍中加熱，否則氯化鎂會水解，選擇電解MgCl₂制金屬鎂而不選用MgO的主要理由是MgO熔點比MgCl₂高，熔化時能耗高，
故答案為：在HCl氛圍中加熱；MgO熔點比MgCl₂高，熔化時能耗高；
（2）①實驗一可確定OH^-的量，根據電荷守恒可確定Cl^-的量，實驗二沒有必要做，如做實驗二，則實驗一沒有必要做，因為Mg²⁺的量已知，只要OH^-、Cl^-確定一個，另一個利用電荷守恒就可確定，
故答案為：沒有必要；因為Mg²⁺的量已知，只要OH^-、Cl^-確定一個，另一個利用電荷守恒就可確定；
②n （Cl^-）=

12.915g

143.5g/mol

×

500mL

50mL

=0.9mol，
故答案為：0.9mol；
③n（Mg²⁺）=

80.00g×15.00%

24g/mol

=0.5mol，n（HCl）=0.1L×1.50mol/L=0.15mol，500mL溶液中
n（H⁺）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，n （OH^-）=n（HCl）-n（H⁺）=0.15mol-0.05mol=0.1mol，
由電荷守恒可知2n（Mg²⁺）=n （OH^-）+n （Cl^-），則n （Cl^-）=2×0.5mol-0.1mol=0.9mol，
n （H₂O）=

49.25g-0.5mol×24g/mol-0.1mol×17g/mol-0.9mol×35.5g/mol

18g/mol

=0.2mol
故n（Mg²⁺）：n （OH^-）：n （Cl^-）：n （H₂O）=0.5：0.1：0.9：0.2=5：1：9：2
即化學式為：Mg₅（OH）Cl₉?2H₂O．
答：固體的化學式為Mg₅（OH）Cl₉?2H₂O．

點評：本題以海水資源的綜合利用為背景綜合考查物質的含量測定，側重于考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，題目難度中等，注意結合質量守恒和電荷守恒解答該題．