Question

【题目】镁是一种重要的金属资源，在各领域都具有重要的作用。

（1）皮江法炼镁是我国生产镁的重要方法，其实质是在高温和真空条件下，有氧化钙存在时，通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，与反应生成的固体硅酸二钙(2CaO·SiO2)相互分离，并经冷凝得到结晶镁。写出该反应的化学反应方程式 。

电解槽中先得到的是镁的蒸气，镁蒸气可以在下列 (填编号)气体氛围中冷却。

A．空气 B．氮气 C．水蒸气 D．氢气

（2）目前发达国家80%的镁来自于电解熔融氯化镁。电解原料无水氯化镁可由海水制备。主要有以下步骤：①在干燥的HCl气流中加热脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩冷却结晶。

其步骤先后顺序是_____________________（步骤可重复使用）；在干燥的HCl气流中加热时，能得到无水MgCl2，其原因是______________________。

（3）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。

（4）在Mg(OH)2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清。反应原因可能有两个：一是NH4+水解产生H+，H+再与Mg(OH)2反应；二是_____________________（用离子方程式表示）。要验证谁是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

（5）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一，下图为Mg—NaClO燃料电池结构示意图。其工作时Mg作 （填“X”或“Y”）电极，正极的电极反应式： 。

Answer 1

【答案】

（1）2MgO+Si+2CaO2CaO·SiO2+2Mg↑（2分） D（1分）

（2）②④③⑤④①（2分） 营造酸性氛围抑制Mg2＋的水解并及时带走水蒸气（2分）

（3）8×10-4 （2分）

（4）2NH4+ +Mg(OH)2 =2 NH3H2O + Mg2+（2分） C（1分）

（5）Y（1分） ClO－ + 2e－ + H2O = Cl－ +2OH－（2分）

【解析】

试题分析：

（1）皮江法炼镁是在高温和真空条件下，有氧化钙存在时，通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，并生成的固体硅酸二钙(2CaO·SiO2)。由此该反应的化学反应方程式为2MgO+Si+2CaO2CaO·SiO2+ 2Mg↑。电解槽中得到的镁蒸气可以在氢气氛围中冷却，因其他物质均能与镁反应，故选D。

（2）海水中Mg以镁离子形式存在，所以先加入熟石灰，使其转化为氢氧化镁沉淀、过滤后加入稀盐酸，转化为氯化镁溶液，蒸发浓缩结晶，不能将溶液蒸干，因为氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，加热促进水解，所以待溶液中出现大量固体时，停止加热，冷却后再过滤得氯化镁晶体，最后在干燥的HCl气流中脱水干燥得氯化镁固体，所以步骤先后顺序是②④③⑤④①；因为氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，加热促进水解，所以为防止水解，在HCl气流中加热晶体。

（3）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Ksp＝c(Mg2+)×c2 (OH－)，所以c(OH－)2≥6.4×l012/1.0×105mol·L1=64×l08，c(OH－)≥8×10-4mol/L。

（4）饱和NH4Cl溶液滴入少量的Mg(OH)2悬浊液中，看到的现象是白色沉淀逐渐溶解，溶液变澄清；可能的原因是因为氢氧化镁的悬浊液中存在溶解平衡，氯化铵溶液水解呈酸性，酸与氢氧化镁发生中和反应而使其溶解；或者铵根离子与氢氧化镁溶解产生的氢氧根离子结合为一水合氨，使氢氧化镁溶解平衡中的氢氧根离子浓度减小，平衡正向移动，沉淀溶解，离子方程式是2NH4+ +Mg(OH)2 =2 NH3H2O + Mg2+；要验证谁是Mg(OH)2溶解的主要原因，选择含有铵根离子且溶液呈中性的盐，A、B溶液均呈酸性，与氯化铵的效果相同，D为碱性不能选，而醋酸铵溶液呈中性，加入醋酸铵，若沉淀仍溶解，则是铵根离子的作用，所以答案选C。

（5）由图中OH—向负极移动，那么Y为负极，故镁作Y电极；原电池中，ClO- 在正极发生还原反应，与水结合生成氯离子和氢氧根离子，ClO－ + 2e－ + H2O = Cl- +2OH－。