Question

13．目前世界上60%的鎂是從海水中提取的．海水提鎂的主要流程如下：

請回答下列問題：
（1）從離子反應的角度思考，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），寫出在沉淀池中反應的離子方程式Mg²⁺+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+Ca²⁺．
（2）石灰乳是生石灰與水形成的混合物，從充分利用海洋化學資源、提高經濟效益的角度，生產生石灰的主要原料來源于海洋中的貝殼（或牡蠣殼等）．
（3）操作A是過濾，操作B是加熱濃縮（或蒸發(fā)結晶）．
（4）加入的足量試劑a的電子式．
（5）無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會陽極生成氯氣和陰極生成鎂，該反應的化學方程式是MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；從考慮成本和廢物循環(huán)利用的角度，副產物氯氣可以用于制鹽酸，循環(huán)使用．
（6）為避免發(fā)生副反應Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺（用離子方程式表示），操作B應采取的措施是加入鹽酸抑制鎂離子的水解．

Answer 1

分析 由流程可知，生石灰溶于水生成氫氧化鈣，加入海水中沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，操作A為過濾，過濾后加入試劑a為鹽酸，反應得到氯化鎂溶液，操作B為蒸發(fā)濃縮冷卻結晶，得到氯化鎂晶體，因氯化鎂水解生成的鹽酸易揮發(fā)，則在氯化氫氣流中加熱失去結晶水得到氯化鎂固體，最后電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，以此來解答．
（1）根據鎂離子能與氫氧根離子反應生成沉淀來確定氫氧化鈣的作用；
（2）根據海洋產品中與石灰石相同的物質進行解答；
（3）根據過濾的原理和六水合氯化鎂晶體的特點解答；
（4）氫原子最外層1個電子，氯原子最外層7個電子，HCl分子是由1個氫原子和1個氯原子通過共用1對電子結合而成的共價化合物；
（5）根據電解的原理解答氯離子在陽極失電子生成氯氣，陰極上鎂離子得到電子生成金屬鎂，根據流程圖推測副產物氯氣的用途；
（6）氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮過程中，鎂離子水解被促進得到氫氧化鎂，為抑制鎂離子的水解需要加入鹽酸．

解答 解：由流程可知，生石灰溶于水生成氫氧化鈣，加入海水中沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，操作A為過濾，過濾后加入試劑a為鹽酸，反應得到氯化鎂溶液，操作B為蒸發(fā)濃縮冷卻結晶，得到氯化鎂晶體，因氯化鎂水解生成的鹽酸易揮發(fā)，則在氯化氫氣流中加熱失去結晶水得到氯化鎂固體，最后電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，
（1）鎂離子能與氫氧根離子反應生成氫氧化鎂沉淀：Mg²⁺+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+Ca²⁺，寫離子方程式時氫氧化鎂沉淀寫化學式，
故答案為：沉淀Mg²⁺（或使Mg²⁺形成Mg（OH）₂沉淀）；Mg²⁺+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+Ca²⁺；
（2）貝殼或牡蠣殼的主要成分為碳酸鈣，故答案為：貝殼（或牡蠣殼等）；
（3）分離不溶于水的固體和液體，可用過濾的方法，從沉淀池中得到氫氧化鎂用過濾的方法，從氯化鎂溶液中得到六水合氯化鎂，防結晶水損失，通過加熱濃縮或蒸發(fā)結晶的方法獲得六水合氯化鎂，
故答案為：過濾； 加熱濃縮（或蒸發(fā)結晶）；
（4）從氫氧化鎂到氯化鎂，氫氧化鎂和鹽酸反應得到氯化鎂和水，反應的化學方程式為：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，加入的足量試劑a是HCl，HCl分子是由1個氫原子和1個氯原子通過共用1對電子結合而成的共價化合物其電子式為，
故答案為：；
（5）無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后陽極氯離子失去電子生成氯氣，陰極鎂離子得到電子生成鎂單質，所以氯化鎂電解會產生Mg和Cl₂，副產物氯氣和氫氣反應生成氯化氫，能循環(huán)使用，
故答案為：氯氣；鎂；MgCl₂（熔融） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；制鹽酸，循環(huán)使用；
（6）氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮過程中，鎂離子水解被促進得到氫氧化鎂，Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺，為抑制鎂離子的水解需要加入鹽酸，
故答案為：Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺；加入鹽酸抑制鎂離子的水解．

點評 本題考查了從海水中提取鎂的反應原理，利用所學知識結合流程圖信息是解答本題的關鍵，題目難度中等．