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的.已知海水提镁的主要步骤如下:

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1的观点:直接往海水中加入沉淀剂.
学生2的观点:高温加热蒸发海水后,再加入沉淀剂.
学生3的观点:利用晒盐后的苦卤水,再加入沉淀剂.
请你评价三个学生提出的观点是否正确(填是或否),并简述理由.
是否正确 简述理由
学生1的观点
否
否
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
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2的观点
否
否
能源消耗大,海水的综合利用低,成本高
能源消耗大,海水的综合利用低,成本高
学生3的观点
是
是
镁离子富集浓度高,成本低
镁离子富集浓度高,成本低
(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,加入的足量试剂①是
NaOH
NaOH
(填化学式).
(2)加入的足量试剂②是
HCl
HCl
(填化学式).
(3)试从节约能源,提高金属镁的纯度分析,以下适宜的冶镁方法是
C
C
.
A、Mg(OH)2
△
MgO
电解
2800℃
Mg

B、Mg(OH)2
△
MgO
C
还原
Mg
C、Mg(OH)2
 
MgCl2
电解
714℃
Mg
D、Mg(OH)2
HCl
MgCl2
活泼金属
还原
Mg.
分析:(一)可以比较三个观点的优点和缺点,综合分析;
(二)(1)从发生的化学反应来分析;
(2)从氢氧化镁转化为氯化镁的方法思考;
(3)从制取单质镁的过程考虑.
解答:解:(一)学生1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1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2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2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3与学生2相比,利用晒盐后的苦卤,节约能源,成本低;与学生1相比镁离子浓度高,有利于镁元素的富集.因此学生3的观点正确,因为:镁离子富集浓度高,成本低.
故答案为:
是否正确 简述理由
学生1的观点 否 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2的观点 否 能源消耗大,海水的综合利用低,成本高.
学生3的观点 是 镁离子富集浓度高,成本低.
(二)(1)加入试剂①反应生成氢氧化镁,剩余溶液,最好使用氢氧化钠,既生成氢氧化镁又不在剩余溶液中引入其他杂质离子.当然,若不考虑所得溶液的用途(如制取氯化钠),而考虑经济效益,就要使用氢氧化钙,故答案为:NaOH;
(2)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)对于A、B来说,制取单质镁,不用电解氧化镁的方法,原因是氧化镁相对氯化镁来说,熔点太高、消耗能源太多,因此A、B均不正确.
制取镁时,要把氢氧化镁转化为无水氯化镁,然后电解熔融状态的氯化镁,即D不正确,C正确.故答案为:C.
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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