Question

2．目前世界上60%的鎂是從海水提取的．海水提鎂的主要流程如下：

請回答下列問題：
（1）試劑①可以選用熟石灰，加入該試劑的目的是沉淀鎂離子．由海水提取鎂的過程中，需要將海水中的氯化鎂等可溶性鎂的化合物先轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，然后再轉(zhuǎn)化為氯化鎂進行生產(chǎn)，這樣做的目的是海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低．
（2）操作a的過程中，應先結(jié)晶，然后在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到氯化鎂固體；操作b的過程中，需先將無水MgCl₂熔融，然后通電電解．
（3）通過操作b在制得Mg的同時也生成了Cl₂，該反應的化學方程式為MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．從廢物循環(huán)利用的角度考慮，副產(chǎn)物Cl₂可以用于制備鹽酸．
（4）由以上流程可以看出，生產(chǎn)金屬Mg要用無水MgCl₂，而未直接使用NgCl₂溶液，原因是電解氯化鎂溶液，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還要反應生成氫氣，溶液中得到氫氧化鎂沉淀．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的海水制鎂的知識進行分析解答，海水中加入試劑①熟石灰，氫氧化鈣能與氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣溶液，過濾得到氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂能與加入的試劑②鹽酸反應生成氯化鎂和水，氯化鎂溶液在氯化氫氣流中蒸發(fā)濃縮得到氯化鎂晶體，進一步失水得到無水氯化鎂，氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，
（1）分析可知試劑①選用的是熟石灰，目的是沉淀海水中的美離子，海水中的氯化鎂含量大，由于未富集，鎂離子濃度很低，直接加熱濃縮提取須消耗大量的電能，成本高；
（2）操作a的過程中，應先結(jié)晶得到晶體在氯化氫氣流中失去水得到無水氯化鎂，氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣；
（3）氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，副產(chǎn)物Cl₂可以用來和氫氣反應生成氯化氫得到鹽酸；
（4）電解氯化鎂溶液，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還要反應生成氫氣，溶液中得到氫氧化鎂沉淀，不能得到金屬鎂；

解答 解：海水中加入試劑①熟石灰，氫氧化鈣能與氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈣溶液，過濾得到氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂能與加入的試劑②鹽酸反應生成氯化鎂和水，氯化鎂溶液在氯化氫氣流中蒸發(fā)濃縮得到氯化鎂晶體，進一步失水得到無水氯化鎂，氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，
（1）分析可知試劑①選用的是熟石灰，目的是沉淀海水中的美離子，海水中的氯化鎂含量大，由于未富集，鎂離子濃度很低，直接加熱濃縮提取須消耗大量的電能，成本高，且提取的氯化鎂鹽中混有大量的其它氯化鈉鹽等離子，所以須將海水中的氯化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鎂，再轉(zhuǎn)變?yōu)槁然�鎂，
故答案為：熟石灰；沉淀海水中的美離子；海水中氯化鎂的含量很大，但鎂離子濃度很低，該過程可以使鎂離子富集，濃度高，且成本低；
（2）操作a的過程中，應先結(jié)晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失去水得到無水氯化鎂，氯化鎂通電分解生成鎂和氯氣，操作b的過程中，需先將無水MgCl₂熔融，然后通電電解，
故答案為：在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到氯化鎂固體；通電電解；
（3）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(zhì)，所以氯化鎂電解會產(chǎn)生Mg和Cl₂，化學方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，副產(chǎn)物氯氣和氫氣反應生成氯化氫，能循環(huán)使用，用于制備鹽酸，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；制備鹽酸；
（4）電解氯化鎂溶液，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還要反應生成氫氣，溶液中得到氫氧化鎂沉淀，MgCl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑，不能得到金屬鎂，
故答案為：電解氯化鎂溶液，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還要反應生成氫氣，溶液中得到氫氧化鎂沉淀．

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(jié)合流程圖信息是解答本題的關鍵，主要是鎂的提取過程的理解應用，難度中等．