题目内容

镁是“国防金属”,从海水中提取镁通常要经历三大步骤见下图:

请回答下列问题:
(1)步骤1是提高海水中Mg2+浓度,方法是                
(2)步骤2的离子方程式为                     
已知Mg(OH)2的Ksp=5.61×10-12,假设浓缩海水中MgCI2浓度为3mo1/L,则要使Mg2+形成Mg( OH )2沉淀,则加入沉淀剂后海水中的OH-浓度至少要达到                 
工业生产为了获得更高的利润,根据表1分析,最合理的沉淀剂是_          ,生产这种沉淀剂的方法是                                                            
表1试剂价格

试剂
KOH
NaOH
Ca(OH)2
价格(元/吨)
6800
3200
1200
 
(3)步骤3如何实现?两位同学设计下列方案:

这两种方案是否合理?请你评价:
方案一:                                                                  
方案二:                                                                  
你的设计方案是什么?写出流程图:
                                                                           

(15分)(1)取海水晒盐后的苦卤水作原料(其它合理答案给分,2分)
(2)Mg2+2OH=Mg(OH)2↓或Mg2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+Ca2(2分);×10-6mol/L(2分,回答1.36×10-6mol/L也可);Ca(OH)2(1分);以海边的贝壳高温分解制生石灰,生石灰与水反应制得石灰乳(2分)
(3)方案一:不合理,H2、C或CO均不能还原MgO(2分)
方案二:不合理,MgO熔点高,能耗大,不经济(2分)
合理方案:(2分)

解析试题分析:(1)海水Mg2+中浓度很小,因此提高海水中Mg2+浓度的方法是取海水晒盐后的苦卤水作原料。
(2)步骤2的目的是将Mg2+转化为氢氧化镁沉淀,所以有关反应的离子方程式为Mg2+2OH=Mg(OH)2↓或Mg2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+Ca2;根据氢氧化镁的溶度积常数可知,浓缩海水中MgCI2浓度为3mo1/L,要使Mg2+形成Mg( OH )2沉淀,则加入沉淀剂后海水中的OH-浓度至少要达到×10-6mol/L;从经济效益和来源来看,最合理的沉淀剂应该是氢氧化钙。产生氢氧化钙的方法是以海边的贝壳高温分解制生石灰,生石灰与水反应制得石灰乳。
(3)由于H2、C或CO均不能还原MgO所以方案一不合理;又因为MgO熔点高,能耗大,不经济,因此方案二也不合理;正确的方案应该是将氢氧化镁转化为氯化镁,然后电解熔融的氯化镁即可。流程图如下:
考点:考查海水中镁提纯的有关实验设计、分析、判断以及评价;溶度积常数的有关计算等

练习册系列答案
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某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验I:制取NaClO2晶体
己知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出品体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

(1)装置③的作用是                                      
装置①的作用是                                       
(2)装置②中产生ClO2的还原剂是                            
装置④中制备ClO2的化学方程式为                        
(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶:②趁热过滤;③       ;④低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品小打烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4)达到滴定终点时的现象为                                     
(5)该样品中NaClO2的质量分数为                              (用含m、c、V的代数式表示)。
(6)在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为                                                                。

过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素。反应的方程式为:CO(NH2)2+H2O2CO(NH2)2·H2O2。过氧化尿素的部分性质如下:

分子式
外观
热分解温度
熔点
溶解性
CO(NH2)2?H2O2
白色晶体
45℃
75~85℃
易溶于水、有机溶剂
合成过氧化尿素的流程及反应装置图如下:


请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是    ;冷凝管中冷却水从     (填“a”或“b”)口进入;
(2)反应器的加热方式是        
(3)搅拌器是否可用铁质材料      (填“是”或“否”),原因是           
(4)步骤①采用减压蒸发的原因是                                 
(5)母液可以循环使用提高原料利用率,若欲从母液中分离出H2O2和尿素, 可采用的操作是        
A.盐析、过滤        B.减压蒸馏、结晶 
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(6)准确称取0.5000g产品于250mL锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,再加1mL6mol·L-1H2SO4,用0.1000mol?L-1KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL(尿素与KMnO4溶液不反应),则产品中CO(NH2)2?H2O2的质量分数为        ;若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,则测得的过氧化尿素含量         (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

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