题目内容

目前世界上60%的镁是从海水中提取的,如图是某工厂从海水中提取镁的主要步骤.学生就这个课题展开了讨论.

学生就这个课题提出了以下问题:
(一)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集?有三个学生提出自己的观点.
学生甲的观点:直接往海水中加入沉淀剂.
学生乙的观点:高温加热蒸发海水后,再加入沉淀剂.
学生丙的观点:利用晒盐后的苦卤水,再加入沉淀剂.
通过分析比较你认为学生    的观点正确(填学生序号),简述理由:    .
(二)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的分离?
(1)为了使镁离子沉淀下来,并充分利用当地的贝壳(主要成分为碳酸钙)资源,加入的足量试剂①是    (填化学式).
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是    (填标号字母)
A.蒸馏     B.过滤   C.萃取    D.分液
(3)加入的足量试剂②是    (填化学式).
(4)写出由无水MgCl2制取金属镁的化学方程式    .
【答案】分析:(一)可以比较三个观点的优点和缺点,综合分析;
(二)(1)从氯化镁转化为氢氧化镁的方法以及原料的成本来思考;
(2)根据固体不溶于水,
(3)根据氢氧化镁转化为氯化镁,需要加入盐酸反应;
(4)根据制取单质镁的方法考虑;
解答:解:(一)学生甲与其他观点相比,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,因此学生甲的观点不正确,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;
学生乙与其他观点相比,高温蒸发海水,消耗的能源多,成本太高.因此学生乙的观点不正确,原因是:能源消耗大,海水的综合利用低,成本高;
学生丙与学生乙相比,利用晒盐后的苦卤,节约能源,成本低;与学生甲相比镁离子浓度高,有利于镁元素的富集.因此学生丙的观点正确,因为:镁离子富集浓度高,成本低.
故答案为:丙、镁离子富集浓度高;能源消耗小,成本低.
(二)(1)因碳酸钙高温分解得到氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁,故答案为:Ca(OH)2(或CaO);
(2)因Mg(OH)2不溶于水,可用过滤的方法进行分离,故选:B;
(3)要使氢氧化镁转化为氯化镁,则需要加入盐酸反应,即试剂②是盐酸,故答案为:HCl;
(3)工业制取镁时,电解熔融状态的氯化镁,MgCl2Mg+Cl2↑,故答案为:,MgCl2Mg+Cl2↑.
点评:本题从题目物质转化、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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