Question

海水是镁的重要来源，从海水中提镁须经过以下流程：

（1）分别写出A、B、C、D、E是什么物质．
A

 

  B

 

  C

 

  D

 

 E

 

（2）回答为什么不选择电解MgO制备金属镁．

 

．
（3）用电解法制备碱金属、碱土金属时，常常加入CaC1₂，为什么？

 

．
（4）海水结晶后的母液中加入生石灰，请计算溶液中pH=11时，溶液中Mg²⁺浓度为

 

mol/L．[K _sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12]
（5）我国从20世纪70年代开始采用硅热法炼镁，现年产量已达35.4万吨左右．根据下列条件，完成填空：
Mg（s）+O₂（g）=2MgO（s）△H=-601.83kJ/mol
Mg（s）=Mg（g）△H=+150kJ/mol
Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-859.4kJ/mol
2MgO（s）+Si（s）=SiO₂（s）+2Mg（g）△H=

 

．

Answer 1

分析：（1）依据流程图和海水提镁的原理和过程分析判断，贝壳煅烧生成氧化钙，溶于水生成氢氧化钙，加入海水结晶后的母液中测定氢氧化镁，过滤后再沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，在氯化氢气流中加热析出氯化镁固体，电解法得到镁；
（2）依据氧化镁熔点高难熔融，耗能高，成本高分析；
（3）氯化钙能降低熔融物的熔点降低能耗分析；
（4）依据氢氧化镁存在的沉淀溶解平衡和溶度积常数计算；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到反应焓变．

解答：解：（1）依据流程图和海水提镁的原理和过程分析判断，贝壳煅烧生成氧化钙，溶于水生成氢氧化钙，加入海水结晶后的母液中测定氢氧化镁，过滤后再沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，在氯化氢气流中加热析出氯化镁固体，电解法得到镁，所以A为Ca（OH）₂，B为Mg（OH）₂，C为MgCl₂溶液，D为HCl气流，E为MgCl₂，
故答案为：Ca（OH）₂；Mg（OH）₂；MgCl₂溶液；HCl气流；MgCl₂ ；
（2）依据氧化镁熔点高难熔融，耗能高，成本高分析，氧化镁离子半径小，电荷多，离子键强熔点高，采用氧化镁能效高，对材料的要求高成本高，
故答案为：氧化镁离子半径小，电荷多，离子键强熔点高，采用氧化镁能效高，对材料的要求高成本高；
（3）氯化钙能降低熔融物的熔点降低能耗，用电解法制备碱金属、碱土金属时，常常加入CaC1₂，氯化钙在电解过程中起到助溶剂的作用，降低 熔点，降低能效，
故答案为：氯化钙在电解过程中起到助溶剂的作用，降低 熔点，降低能效；
（4）依据氢氧化镁存在的沉淀溶解平衡和溶度积常数计算，K _sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，溶液中pH=11时c（H⁺）=10^-11mol/L，c（OH^-）=10^-3mol/L；
得到Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=5.6×10^-12，c（Mg²⁺）=5.6×10^-6mol/L，
故答案为：5.6×10^-6；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到反应焓变；
①Mg（s）+O₂（g）=2MgO（s）△H=-601.83kJ/mol
②Mg（s）=Mg（g）△H=+150kJ/mol
③Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-859.4kJ/mol
依据盖斯定律②×2+③-①得到：2MgO（s）+Si（s）=SiO₂（s）+2Mg（g）△H=-107.57kJ/mol，
故答案为：-107.57kJ/mol．

点评：本题考查了生产流程的分析判断，海水制镁的原理应用，溶度积常数计算和盖斯定律计算的分析应用，题目难度中等．