Question

镁是“国防金属”，从海水中提取镁通常要经历三大步骤见下图:

请回答下列问题:
(1)步骤1是提高海水中Mg²⁺浓度，方法是                。
(2)步骤2的离子方程式为                     。
已知Mg(OH)₂的Ksp＝5.61×10^-12，假设浓缩海水中MgCI₂浓度为3mo1/L，则要使Mg²⁺形成Mg( OH )₂沉淀，则加入沉淀剂后海水中的OH^-浓度至少要达到                 。
工业生产为了获得更高的利润，根据表1分析，最合理的沉淀剂是_          ，生产这种沉淀剂的方法是                                                            。
表1试剂价格

试剂	KOH	NaOH	Ca(OH)2
价格（元／吨）	6800	3200	1200

 
(3)步骤3如何实现?两位同学设计下列方案:

这两种方案是否合理?请你评价:
方案一:                                                                  。
方案二:                                                                  。
你的设计方案是什么?写出流程图:
                                                                           。

Answer 1

（15分）（1）取海水晒盐后的苦卤水作原料（其它合理答案给分，2分）
（2）Mg^2＋＋2OH^－＝Mg(OH)₂↓或Mg^2＋＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋Ca^2＋（2分）；×10^－6mol/L（2分，回答1.36×10^－6mol/L也可）；Ca(OH)₂（1分）；以海边的贝壳高温分解制生石灰，生石灰与水反应制得石灰乳（2分）
（3）方案一：不合理，H₂、C或CO均不能还原MgO（2分）
方案二：不合理，MgO熔点高，能耗大，不经济（2分）
合理方案：（2分）

试题分析：（1）海水Mg²⁺中浓度很小，因此提高海水中Mg²⁺浓度的方法是取海水晒盐后的苦卤水作原料。
（2）步骤2的目的是将Mg²⁺转化为氢氧化镁沉淀，所以有关反应的离子方程式为Mg^2＋＋2OH^－＝Mg(OH)₂↓或Mg^2＋＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋Ca^2＋；根据氢氧化镁的溶度积常数可知，浓缩海水中MgCI₂浓度为3mo1/L，要使Mg²⁺形成Mg( OH )₂沉淀，则加入沉淀剂后海水中的OH^-浓度至少要达到＝×10^－6mol/L；从经济效益和来源来看，最合理的沉淀剂应该是氢氧化钙。产生氢氧化钙的方法是以海边的贝壳高温分解制生石灰，生石灰与水反应制得石灰乳。
（3）由于H₂、C或CO均不能还原MgO所以方案一不合理；又因为MgO熔点高，能耗大，不经济，因此方案二也不合理；正确的方案应该是将氢氧化镁转化为氯化镁，然后电解熔融的氯化镁即可。流程图如下：。