Question

4．美丽的海南岛四面环海，蕴藏着丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务．如图是海水资源综合利用的示意图．请回答：

提示：MgO的熔点为2852℃，无水MgCl₂的熔点为714℃．
（1）操作①的名称是过滤，操作②的名称加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，在氯化氢气流中加热失水．
（2）试剂a的名称是盐酸．
（3）海水中含有K⁺、Na⁺、Mg²⁺等阳离子，从离子反应的角度思考，在沉淀池中向母液中加入石灰乳所发生的反应方程式为Mg²⁺+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+Ca²⁺．
（4）石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是贝壳（或牡蛎壳等）；
（5）用氯化镁电解生产金属镁的化学方程式为：MgCl₂（熔融） $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，可见用电解法冶炼金属镁的反应是（填“是”或“不是”）氧化还原反应．
（6）工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质；而不采用：加热Mg（OH）₂得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是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 海水提镁的主要流程分析可知，生石灰和水反应生成石灰乳，海水引入沉淀池加入石灰乳，利用氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶液溶解得到氯化镁溶液，通过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水得到固体氯化镁，通电电解氯化镁得到镁合氯气，
（1）操作①是分离氢氧化镁沉淀，操作②加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（2）试剂a是盐酸，用来溶解氢氧化镁得到氯化镁溶液；
（3）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；
（4）根据海洋产品中与石灰石相同的物质进行解答；
（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，发生氧化还原反应；
（6）氧化镁熔点为2852℃，无水MgCl₂的熔点为714℃，MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本．

解答 解：海水提镁的主要流程分析可知，生石灰和水反应生成石灰乳，海水引入沉淀池加入石灰乳，利用氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶液溶解得到氯化镁溶液，通过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水得到固体氯化镁，通电电解氯化镁得到镁合氯气，
（1）分析可知操作①是分离氢氧化镁沉淀用过滤方法分离，操作②是溶液中得到溶质固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，得到氯化镁晶体在氯化氢气流中加热失水得到固体氯化镁，
故答案为：过滤；加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，在氯化氢气流中加热失水；
（2）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，所以试剂a是盐酸，用来溶解氢氧化镁得到氯化镁溶液，
故答案为：盐酸；
（3）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：Mg²⁺+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+Ca²⁺；
（4）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）；
（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，
故答案为：MgCl₂（熔融） $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；是；
（6）氧化镁熔点为2852℃，无水MgCl₂的熔点为714℃，MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本，
故答案为：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．