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【题目】以海水为原料可以提取金属镁,下图是某工厂从海水中提取镁的主要步骤。讨论以下相关问题

(1)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集,有三个学生提出自己的观点。

学生甲的观点:直接往海水中加入沉淀剂。

学生乙的观点:高温加热蒸发海水后,再加入沉淀剂。

学生丙的观点:利用晒盐后的苦卤水,再加入沉淀剂。

通过分析比较你认为学生_____的观点正确(填学生序号)。

(2)为了使镁离子沉淀下来,充分利用当地的贝壳(主要成分为碳酸钙)资源获得沉淀剂,加入的试剂①是_________(填化学式)。写出由贝壳制取试剂①的相关化学方程式:___________

(3)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_________(填标号字母)

A.蒸馏 B.分液 C.过滤 D.萃取

(4)加入的试剂②是________(填化学式)。工业过程中常常将蒸发结晶后的氯化镁水合物晶体再置于HCl气流中加热获得无水MgCl2,其目的是______________________________

(5)写出由无水MgCl2制取金属镁的化学方程式_____________________________

【答案】 Ca(OH)2 CaCO3 CaO +CO2 ↑;CaO+H2O=Ca(OH)2 C HCl 抑制水解,得到纯净的无水氯化镁 MgCl2(熔融) Mg+Cl2

【解析】

首先向混合物中加入碱,反应生成氢氧化镁沉淀,分离沉淀和滤液,再将氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,蒸发结晶后,电解熔融的氯化镁,进而得到金属镁,根据物质的制备和提纯的流程分析解答。

(1)学生甲与其他观点相比,海水中镁离子浓度小,使用的沉淀剂的量较大,且不利于收集氢氧化镁,因此学生甲的观点不正确,原因是:海水中镁离子浓度小,沉淀剂的用量大,不利于镁离子的沉淀;学生乙与其他观点相比,高温蒸发海水,消耗的能源多,成本太高,因此学生乙的观点不正确,原因是:能源消耗大,海水的综合利用低,成本高;学生丙与学生乙相比,利用晒盐后的苦卤,节约能源,成本低;与学生甲相比镁离子浓度高,有利于镁元素的富集;因此学生丙的观点正确,因为:镁离子富集浓度高,成本低
故答案为:丙

(2) 因碳酸钙高温分解得到氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁方程式为:CaCO3 CaO +CO2 ↑, CaO+H2O=Ca(OH)2

故答案为:Ca(OH)2CaCO3 CaO +CO2 ↑;CaO+H2O= Ca(OH)2

(3)分离难溶固体与液体的混合物,应使用过滤操作;

故答案为:C;

(4) 要使氢氧化镁转化为氯化镁,则需要加入盐酸反应,即试剂②是盐酸,由于Mg2+会发生水解,生成氢氧化镁,故工业过程中常常将蒸发结晶后的氯化镁水合物晶体再置于HCl气流中加热获得无水MgCl2,从而抑制Mg2+的水解;

故答案为:HCl,抑制水解,得到纯净的无水氯化镁;

(5)利用电解熔融状态的氯化镁获得金属镁;MgCl2(熔融) Mg+Cl2

故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2 ↑。

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