Question

4．目前世界上60%的镁是从海水提取的．海水提镁的主要流程如下：请回答下列问题：

（1）从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是沉淀Mg²⁺（或使Mg²⁺形成Mg（OH）₂沉淀），写出在沉淀池的离子方程式Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓
（2）石灰乳是生石灰与水形成的悬浊液，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的贝壳（或牡蛎壳等）
（3）操作A是过滤，操作B是加热浓缩（或蒸发结晶）．
（4）操作B后，由MgCl₂•6H₂O得到无水MgCl₂应采取的操作是在HCl气氛中加热脱水，无水MgCl₂在熔融状态下电解的化学方程式为MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本，从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于制盐酸
（5）海水提镁的过程，为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高，且成本低．有人认为，可直接加热Mg（OH）₂得到MgO，再电解熔融MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则．你不同意（填“同意”或“不同意”）该同学的想法，你的理由是MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本．

Answer 1

分析 流程分析生石灰氧化钙溶于水生成氢氧化钙，加入海水中沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤后加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，蒸发浓缩冷却结晶得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体，熔融电解得到金属镁，
（1）镁离子能与氢氧根离子反应生成沉淀；
（2）海洋产品中含有与石灰石相同的物质，煅烧得到氧化钙；
（3）依据过滤的原理和溶液中得到六水合氯化镁晶体方法分析；
（4）操作B后，由MgCl₂•6H₂O得到无水MgCl₂应防止氯化镁水解生成氢氧化镁沉淀，采取的操作是在HCl气氛中加热脱水得到无水氯化镁，无水MgCl₂在熔融状态下，通电后阳极氯离子失去电子生成氯气，阴极镁离子得到电子生成镁单质；
（5）将海水中的氯化镁含量大，由于未富集，镁离子浓度很低，直接加热浓缩提取须消耗大量的电能，成本高，MgO熔点为3105℃，MgCl₂熔点714℃，熔融MgO时耗费大量的能量．

解答 解：（1）镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，写离子方程式时氢氧化镁沉淀写化学式，
故答案为：沉淀Mg²⁺（或使Mg²⁺形成Mg（OH）₂沉淀）；Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）贝壳或牡蛎壳的主要成分为碳酸钙，
故答案为：贝壳（或牡蛎壳等）
（3）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法，从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁，防结晶水损失，通过加热浓缩或蒸发结晶的方法获得六水合氯化镁，
故答案为：过滤； 加热浓缩（或蒸发结晶）；
（4）从氢氧化镁到氯化镁，氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的化学方程式为：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，操作B后，为防止氯化镁水解生成氢氧化镁沉淀，由MgCl₂•6H₂O得到无水MgCl₂应采取的操作是在HCl气氛中加热脱水得到无水氯化镁，无水MgCl₂在熔融状态下，通电后阳极氯离子失去电子生成氯气，阴极镁离子得到电子生成镁单质，所以氯化镁电解会产生Mg和Cl₂，副产物氯气和氢气反应生成氯化氢，能循环使用，
故答案为：在HCl气氛中加热脱水；MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；制盐酸；
（5）将海水中的氯化镁含量大，由于未富集，镁离子浓度很低，直接加热浓缩提取须消耗大量的电能，成本高，且提取的氯化镁盐中混有大量的其它氯化钠盐等离子，所以须将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁，MgO熔点为3105℃，MgCl₂熔点714℃，熔融MgO时耗费大量的能量，而增加生产成本，
故答案为：海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高，且成本低；不同意； MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本；

点评 本题考查了从海水中提取镁的反应原理，利用所学知识结合流程图信息是解答本题的关键，难度中等．