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)

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:
练习册系列答案
相关题目
某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时,对课本上的描述:“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质,呈浅黄色(有I2),KI固体直接加热时,为什么不被氧化呢?因此,小组同学针对I-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。
【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质,结合空气的成分,首先排除    和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设:
假设一:需要H2O的参与;
假设二:需要CO2的参与;
假设三:                      
【实验验证】
(1)为了验证假设二,小组同学设计了以下实验方案;取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中,向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅,之后向试管中滴入淀粉溶液,再次对比试管中的颜色深浅,具体实验现象见下表:
试管序号
1
2
3
4
5
通入CO2时间/min
0
1
5
 
 
滴加盐酸/滴
0
 
 
3
6
溶液中颜色对比
无色
浅黄色→黄色(依次加深)
滴加淀粉溶液后的颜色对比
无色
浅蓝色→蓝色(依次加深)
 
小组同学通过实验现象深入思考了CO2在反应过程中的作用,得出结论:CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供           环境。
写出此实验中CO2与KI反应的化学方程式                    
(2)为了验证I-被氧化是否必须要有H2O的参与,小组同学设计了以下实验验证:
实验步骤
预期现象和结论
①取一份纯净的KI固体,分成两等份;
 
②一份加入到装有           的集气瓶A中;
一份加入到装有           的集气瓶A中;
③几天后观察。
 
 
【交流提高】
由于空气中CO2和水蒸气的含量很低,导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”,不能很好地与KI接触,KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、         

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