题目内容

目前世界上60%的镁是从海水中提取的.学生就这个课题展开了讨论.已知海水提镁的主要步骤如下:

(1)关于加入试剂①作沉淀剂,同学们提出了不同方法.请你参与他们的讨论:
方法是否正确简述理由
方法1:直接往海水中加入沉淀剂不正确(一)
方法2:高温加热蒸发海水后,再加入沉淀剂(二)(三)
你认为最合理的其他方法是:(四)
(一)______;
(二)______;
(三)______;
(四)______.
(2)框中加入的试剂①应该是______(填“化学式”);加入的试剂②是______(填“化学式”);工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为:______.

解:(1)方法1与其他方法相比,海水中镁离子浓度小,使用的沉淀剂的量较大,且不利于收集氢氧化镁,因此学生方法1不正确,原因是:海水中镁离子浓度小,沉淀剂的用量大,不利于镁离子的沉淀;
方法2与其他方法相比,高温蒸发海水,消耗的能源多,成本太高.因此方法2的方法不正确,原因是:能源消耗大,海水的综合利用低,成本高;
应先浓缩海水,然后加入沉淀剂,
故答案为:(一)海水中镁离子浓度小,沉淀剂的用量大,不经济;
(二)不正确;
(三)能源消耗大,不经济;
(四)向太阳光蒸发浓缩后的海水中,加入沉淀剂;
(2)氯化镁生成氢氧化镁,应加入Ca(OH)2或CaO;要使氢氧化镁转化为氯化镁,则需要加入盐酸反应;工业上由无水MgCl2制取镁,常用电解的方法,方程式为MgCl2(融溶)Mg+Cl2↑,
故答案为:Ca(OH)2;HCl;MgCl2(融溶)Mg+Cl2↑.
分析:(1)根据海水中镁离子的浓度以及海水处理的成本进行对比分析,可得出结论;
(2)在浓缩后的海水中加入碱可生成氢氧化镁,然后加入盐酸生成氯化镁,电解熔融的氯化镁可得到镁.
点评:本题以海水的综合应用为载体综合考查物质的分离与提纯,侧重于考查学生化学知识的综合运用能力和评价能力,答题时注意从题目物质转化、化学反应、方法的优劣等来分考问题,通过本题要学会怎样评价不同方法的优劣,从而选择出最佳方法.
练习册系列答案
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(附加题)海水中化学资源的综合开发利用,已受到各国的高度重视.Br2和Mg等两种单质都可以从海水中提取,下图为提取它们的主要步骤:

请回答:
Ⅰ.从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3,主要方法就是上述流程中的空气吹出法.
(1)制取Br2时第一次通入Cl2时发生反应的离子方程式是
Cl2+2Br-═2Cl-+Br2
Cl2+2Br-═2Cl-+Br2

(2)吸收塔中反应的离子方程式是
Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-
Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-

由(1)、(2)可知,SO2、Cl2、Br2 三种物质氧化性由强到弱的顺序是
Cl2>Br2>SO2
Cl2>Br2>SO2
.(用“>”表示)
Ⅱ.镁及其合金是用途很广的金属材料,而目前世界上60%的镁就是从海水中按上述流程提取的.
(1)上述流程中为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用
NaOH
NaOH
(写化学式).
(2)加入试剂②后反应的离子方程式是
Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O
Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O

(3)步骤①包括加热、蒸发、冷却、结晶、
过滤
过滤

(4)通电时无水MgCl2在熔融状态下反应的化学方程式是
MgCl2(熔融)
 电解 
.
 
Mg+Cl2
MgCl2(熔融)
 电解 
.
 
Mg+Cl2

Ⅲ.上述流程在生产溴和镁的同时还可以制得其他化工物质,比如制备耐火材料氧化镁和盐酸.生产方法是:
①将氯化镁晶体(MgCl2?6H2O)加热到523℃以上,该晶体可以分解得到耐火材料氧化镁和两种气态化合物,其中一种气体常温下为无色液体.
②将两种气体冷却至室温,再根据需要,加入不同量的水,就可得到不同浓度的盐酸.
(1)MgCl2?6H2O在523℃以上分解的化学方程式是
MgCl2?6H2O MgO+2 HCl↑+5H2O↑
MgCl2?6H2O MgO+2 HCl↑+5H2O↑

(2)现用1mol MgCl2?6H2O分解所得的非固体产物来制取密度为1.19g/cm3的盐酸溶液168mL,需加水
36.9 g
36.9 g
g(精确到0.1),该盐酸中溶质的物质的量浓度是
11.9
11.9
mol/L(精确到0.1).

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