Question

[化學(xué)--化學(xué)與技術(shù)]
海水中鎂的總儲量約為2.1×10¹⁵t，目前世界上的60%的鎂來自海水．工業(yè)規(guī)模海水提鎂的流程（如圖所示），其步驟為：①將海水中大量存在的貝殼煅燒成石灰；②將石灰制成石灰乳；③將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過濾得到Mg（OH）₂沉淀；④在Mg（OH）₂沉淀中加入鹽酸得到MgCl₂溶液，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl₂?6H₂O；⑤將MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂；⑥電解熔融的MgCl₂可得到鎂．

試回答下列問題：
（1）請寫出海水提鎂的過程中①⑥反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①

 

；        ⑥

 

．
（2）工業(yè)上采用電解MgCl₂的方法制得金屬鎂，電解槽中陰極的電極反應(yīng)式為：

 

；
（3）步驟④中的蒸發(fā)是利用風(fēng)吹日曬來完成的，而在實驗室中進(jìn)行蒸發(fā)操作需要的主要儀器有

 

、

 

、

 

、

 

、鐵架臺等；
（4）步驟⑤中的“一定條件”指的是

 

目的是

 

（5）上述制鎂的流程中，可以在降低成本，減少污染方面做出一些工作，請寫出其中一點

 

；
（6）有同學(xué)認(rèn)為上述過程中，可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融MgO制金屬鎂，這樣可簡化實驗步驟，體現(xiàn)實驗的簡約性原則．你同意該同學(xué)的想法嗎？為什么？

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)碳酸鈣加熱分解產(chǎn)生氧化鈣和二氧化碳；根據(jù)電解熔融氯化鎂得到單質(zhì)鎂和氯氣；
（2）根據(jù)電解時，陰極是陽離子放電；
（3）在蒸發(fā)結(jié)晶過程中，使用的主要儀器有帶鐵圈的鐵架臺、酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿和坩堝鉗等；
（4）考慮鎂離子的水解，一定條件是防止水解的發(fā)生；
（5）電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，實現(xiàn)鹽酸循環(huán)利用；
（6）MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂，應(yīng)注意節(jié)約能源．

解答：解：（1）碳酸鈣加熱分解產(chǎn)生氧化鈣和二氧化碳，方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；電解熔融氯化鎂得到單質(zhì)鎂和氯氣；MgCl_{2（熔融）}

電解  .

Mg+Cl₂↑；
故答案為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；MgCl_{2（熔融 ）}

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（2）電解熔融MgCl₂可得到金屬鎂，鎂離子在陰極放電，電極反應(yīng)方程式為：Mg²⁺+2e^-=Mg，故答案為：Mg²⁺+2e^-=Mg；
（3）在蒸發(fā)結(jié)晶過程中，使用的主要儀器有帶鐵圈的鐵架臺、酒精燈、玻璃棒、蒸發(fā)皿和坩堝鉗等；
故答案為：蒸發(fā)皿；玻璃棒；酒精燈；坩堝鉗；
（4）MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂，若直接加熱MgCl₂?6H₂O，會促進(jìn)Mg²⁺水解，得不到無水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，在氯化氫氣流中可抑制Mg²⁺水解，同時帶走水蒸氣，故一定條件為在HCl氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解，
故答案為：在HCl氣流中；抑制MgCl₂水解生成Mg（OH）₂，帶走水蒸氣；
（5）電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，實現(xiàn)鹽酸循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染，
故答案為：電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，以實現(xiàn)氯元素的循環(huán)；
（6）MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂，應(yīng)注意節(jié)約能源，可用氯化鎂代替；
故答案為：不同意；因為MgO熔點很高，熔融時耗費大量的能量增加生產(chǎn)成本．

點評：本題以從海水中提取鎂為背景，考查物質(zhì)的分離、提純，鹽類水解，節(jié)能減排等知識，培養(yǎng)了學(xué)生運用知識的能力．