Question

【题目】镁是一种重要的金属资源，工业上制取镁单质主要是电解法。

（1）电解法制取镁单质的反应方程式是：___。

（2）电解原料无水氯化镁可由海水制备。主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②海水中加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤蒸发浓缩冷却结晶。其步骤先后顺序是___（步骤可重复使用），

（3）上述步骤①中“一定条件下”具体是指：___，其目的是___。

（4）已知某温度下Mg(OH)2的Ksp＝6.4×l012，当溶液中c(Mg2+)≤1.0×105mol·L1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c(OH－)≥___mol·L1。

（5）将饱和NH4Cl溶液滴入少量的Mg(OH)2悬浊液中，可看到白色沉淀溶解溶液变澄清。反应原理可能有两方面，请分别用离子方程式表示：

①____；

②____。

要验证①②谁是Mg(OH)2溶解的主要原因，可选取___代替NH4Cl溶液作对照实验。

A．NH4NO3 B．(NH4)2SO4 C．CH3COONH4 D．NH4HCO3

（6）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一。一种“镁—次氯酸盐”电池的总反应为：Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-。其工作时正极的电极反应式：___；用此镁电池给铅蓄电池充电，下列说法中正确的是___。

A．镁电池正极与铅蓄电池正极相连

B．电子从Pb电极转移到镁电池负极

C．充电后，铅蓄电池两极质量均减小，理论上镁电池消耗24gMg，阴、阳极的质量变化之比为3︰2

D．充电后，镁电池和铅蓄电池的pH均增大

Answer 1

【答案】MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ ②④③⑤④① 在HCl气流中加热晶体 防止加热时氯化镁水解 8×10-4 2NH4++Mg(OH)2=2NH3H2O+Mg2+ NH4++H2ONH3H2O+H+、2H++Mg(OH)2=Mg2++2H2O C ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- AC

【解析】

（1）工业上制取镁单质主要是电解熔融的氯化镁；

（2）因海水中MgCl2的浓度较小，所以要经过富集这一过程：先加熟石灰形成沉淀，然后将沉淀过滤，接着将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2，这样就实现了MgCl2富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体（MgCl2 6H2O）（这步是为了得到纯净的MgCl2），又因MgCl2易水解，为防止MgCl2水解的水解，加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行；

（3）根据（2）的分析，步骤①中“一定条件下”具体是指在HCl气流中加热晶体，目的防止加热时水合氯化镁晶体水解；

（4）Mg（OH）2的Ksp=6.4×10-12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10-5mol L-1可视为沉淀完全，则Ksp=c（Mg2+）×c2（OH-）=6.4×10-12，c（OH-）≥8×10-4mol/L；

（5）加入NH4Cl，溶解后因其能水解显酸性，水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁，从而又会造成Mg（OH）2沉淀的溶解，所以饱和NH4Cl溶液滴入少量的Mg（OH）2悬浊液中，出现的现象是白色沉淀溶解；代替NH4Cl溶液作对照实验的物质需要有铵根且是中性；

（6）一种“镁-次氯酸盐”电池的总反应为：Mg+ClO-+H2O═Mg（OH）2+Cl-。其工作时正极是ClO-得电子发生还原反应的反应。

（1）工业上制取镁单质主要是电解熔融的氯化镁，方程式为：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；

（2）因海水中MgCl2的浓度较小，所以要经过富集这一过程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2+CaCl2，然后将沉淀过滤，接着将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2：Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，这样就实现了MgCl2富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体（MgCl2 6H2O）（这步是为了得到纯净的MgCl2），又因MgCl2易水解，为防止MgCl2水解的水解，加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行：MgCl2 6H2O MgCl2+6H2O，故答案为：②④③⑤④①；

（3）根据（2）的分析，步骤①中“一定条件下”具体是指在HCl气流中加热晶体，目的防止加热时水合氯化镁晶体水解，故答案为：在HCl气流中加热晶体；防止加热时水合氯化镁晶体水解；

（4）Mg（OH）2的Ksp=6.4×10-12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10-5mol L-1可视为沉淀完全，则Ksp=c（Mg2+）×c2（OH-）=6.4×10-12，c（OH-）≥8×10-4mol/L，故答案为：8×10-4；

（5）加入NH4Cl，溶解后因其能水解显酸性，NH4Cl+H2O NH3 H2O+HCl，水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁，从而又会造成Mg（OH）2沉淀的溶解，Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，所以饱和NH4Cl溶液滴入少量的Mg（OH）2悬浊液中，出现的现象是白色沉淀溶解，涉及的离子方程式为：①NH4++H2O NH3 H2O+H+；②2H++Mg（OH）2=Mg2++2H2O；代替NH4Cl溶液作对照实验的物质需要有铵根且是中性，硝酸铵、硫酸铵和氯化铵相似，只有铵根离子的水解，而碳酸氢铵溶液呈碱性，只有醋酸铵呈中性并且含有铵根，可以代替NH4Cl溶液作对照实验，故选C；

（6）一种“镁-次氯酸盐”电池的总反应为：Mg+ClO-+H2O═Mg（OH）2+Cl-。其工作时正极是ClO-得电子发生还原反应的反应，所以正极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；用此镁电池给铅蓄电池充电；

A．镁电池正极充当阳极应与铅蓄电池正极相连，故A正确；

B．电子从镁电池负极转移到Pb电极，故B错误；

C．充电后，铅蓄电池两极质量均减小，理论上镁电池消耗24gMg即转移2mol电子，所以阴极生成是铅、阳极生成是二氧化铅的质量变化之比为3：2，故C正确；

D．充电后，镁电池的PH值基本没有变化和铅蓄电池生成硫酸故pH减小，故D错误；

故答案为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；AC。