题目内容

13.目前世界上60%的镁是从海水中提取的.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,向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),写出在沉淀池中反应的离子方程式Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+.
(2)石灰乳是生石灰与水形成的混合物,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)加入的足量试剂a的电子式.
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会阳极生成氯气和阴极生成镁,该反应的化学方程式是MgCl2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑;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,循环使用.
(6)为避免发生副反应Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+(用离子方程式表示),操作B应采取的措施是加入盐酸抑制镁离子的水解.

分析 由流程可知,生石灰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,操作A为过滤,过滤后加入试剂a为盐酸,反应得到氯化镁溶液,操作B为蒸发浓缩冷却结晶,得到氯化镁晶体,因氯化镁水解生成的盐酸易挥发,则在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,最后电解熔融氯化镁得到金属镁,以此来解答.
(1)根据镁离子能与氢氧根离子反应生成沉淀来确定氢氧化钙的作用;
(2)根据海洋产品中与石灰石相同的物质进行解答;
(3)根据过滤的原理和六水合氯化镁晶体的特点解答;
(4)氢原子最外层1个电子,氯原子最外层7个电子,HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物;
(5)根据电解的原理解答氯离子在阳极失电子生成氯气,阴极上镁离子得到电子生成金属镁,根据流程图推测副产物氯气的用途;
(6)氯化镁溶液蒸发浓缩过程中,镁离子水解被促进得到氢氧化镁,为抑制镁离子的水解需要加入盐酸.

解答 解:由流程可知,生石灰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,操作A为过滤,过滤后加入试剂a为盐酸,反应得到氯化镁溶液,操作B为蒸发浓缩冷却结晶,得到氯化镁晶体,因氯化镁水解生成的盐酸易挥发,则在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,最后电解熔融氯化镁得到金属镁,
(1)镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀:Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+,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++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+;
(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,加入的足量试剂a是HCl,HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物其电子式为,
故答案为:;
(5)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:氯气;镁;MgCl2(熔融) $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑;制盐酸,循环使用;
(6)氯化镁溶液蒸发浓缩过程中,镁离子水解被促进得到氢氧化镁,Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+,为抑制镁离子的水解需要加入盐酸,
故答案为:Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+;加入盐酸抑制镁离子的水解.

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,题目难度中等.

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