Question

從海水中提取鎂是世界各國獲得鎂的主要來源，以下是制取鎂的過程中涉及的幾種物質的溶度積，根據你所學的知識回答下列幾個問題：

物質	CaCO3	MgCO3	Ca（OH）2	Mg（OH）2
溶度積	2.8×10-9	6.8×10-6	5.5×10-6	1.8×10-11

（1）在從海水中提取鎂時，往往用到貝殼（主要成份是碳酸鈣），你認為

 

（填“能”或“不能”）將貝殼研磨成粉末直接投入海水中，理由是

 

；如果不能直接投入，應將貝殼作何處理，試寫出化學方程式

 

．
（2）某同學在實驗室條件下模擬該生產過程，但實驗室無石灰，他打算用燒堿代替，你認為

 

 

（填“可以”或“不可以”）得到Mg（OH）₂．在加試劑時，誤將純堿溶液加入海水中，他思考了一下，又在得到的混合體系中加入過量的燒堿溶液，你覺得他

 

（填“能”或“不能”）將Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂沉淀，理由是

 

．（用離子方程式表示）
（3）已知海水中鎂離子濃度為1.8×10^-3mol/L，則要使鎂離子產生沉淀，溶液的PH最低應為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據貝殼（主要成分是CaCO₃）的溶解性分析；把CaCO₃轉化為CaO，CaO能與水反應生成堿；
（2）模擬生產過程，燒堿也可以沉淀鎂離子，若加入的是純堿碳酸鈉，會生成碳酸鎂，加入氫氧化鈉溶液，依據碳酸鎂和氫氧化鎂沉淀溶度積計算可知，氫氧化鎂溶解度小于碳酸鎂，可以實現沉淀轉化生成氫氧化鎂；
（3）根據Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），結合已知離子濃度計算．

解答：解：（1）已知貝殼（主要成分是CaCO₃）的難溶于水，而且比MgCO₃還要難溶，所以將CaCO₃其直接投入海水中不能產生MgCO₃；把CaCO₃轉化為CaO，其反應方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，CaO能與水反應生成堿；
故答案為：不能；貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃，由于CaCO₃比MgCO₃還要難溶，所以將其直接投入海水中不能產生MgCO₃；CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；
（2）模擬該生產過程，但實驗室無石灰，用燒堿也可以沉淀鎂離子．Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，若加入的是純堿碳酸鈉，可以反應生成微溶于水的碳酸鎂沉淀，到的混合體系中加入過量的燒堿溶液，氫氧化鎂溶解度小于碳酸鎂，實現沉淀轉化生成氫氧化鎂沉淀，過程中反應的離子方程式為：Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃ MgCO₃+2OH^-=Mg（OH）₂+CO₃^2-；
故答案為：可以，能，Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃ MgCO₃+2OH^-=Mg（OH）₂+CO₃^2-；
（3）已知某地海水中的鎂離子的濃度為1.8×10^-3 mol?L^-1，則c²（OH^-）=

Ksp[Mg(OH)2]

c(Mg2+)

，c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-3

=1.0×10^-4 mol?L^-1，
則c（H⁺）=1.0×10^-10 mol?L^-1，所以pH=10；
故答案為：10；

點評：本題考查了溶度積常數的應用、守恒法在計算中的應用等，側重考查學生分析問題的能力、解決問題的能力，題目難度中等．