Question

镁是一种重要的金属资源，工业上制取镁单质主要是电解法．

（1）电解法制取镁单质的反应方程式是：　　．

（2）电解原料无水氯化镁可由海水制备．主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；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　　；（每步骤可重复使用）

（3）上述步骤①中“一定条件下”具体是指：　　，其目的是　　．

（4）已知某温度下Mg（OH）₂的K_sp=6.4×l0^﹣12，当溶液中c（Mg²⁺）≤1.0×10^﹣5mol•L^﹣1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c（OH^﹣）≥　　 mol•L^﹣1．

（5）饱和NH₄Cl溶液滴入少量的Mg（OH）₂悬浊液中，看到的现象是　　．反应原理可能有两方面，请分别用离子方程式表示：①　　；②　　．

要验证①②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

（6）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一．一种“镁﹣次氯酸盐”电池的总反应为：

Mg+ClO^﹣+H₂O═Mg（OH）₂+Cl^﹣．其工作时正极的电极反应式：　ClO^﹣+2e^﹣+H₂O=Cl^﹣+2OH^﹣　；用此镁电池给铅蓄电池充电，下列说法中正确的是　　．

A．镁电池正极与铅蓄电池正极相连

B．电子从Pb电极转移到镁电池负极

C．充电后，铅蓄电池两极质量均减小，理论上镁电池消耗24g Mg，阴、阳极的质量变化之比为3：2

D．充电后，镁电池和铅蓄电池的pH均增大．

Answer 1

考点：  电解原理；原电池和电解池的工作原理；盐类水解的应用．

分析：  （1）工业上制取镁单质主要是电解熔融的氯化镁；

（2）先生成氢氧化镁，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，易除去氯化钠等杂质；

（3）根据氯化镁溶液加热易水解生成挥发的氯化氢来分析；

（4）依据沉淀溶解平衡存在的溶度积常数计算得到；

（5）加入氯化铵在溶液中水解显酸性，可以溶解氢氧化镁沉淀；

（6）根据正极得电子发生还原反应书写；根据充电时正极充当阳极，负极充当阴极来分析．

解答：  解：（1）工业上制取镁单质主要是电解熔融的氯化镁，方程式为：MgCl₂（熔融） Mg+Cl₂↑，故答案为：MgCl₂（熔融） Mg+Cl₂↑；

（2）因海水中MgCl₂的浓度较小，所以要经过富集这一过程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+CaCl₂，然后将沉淀过滤，接着将Mg（OH）₂沉淀转化为MgCl₂：Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O，这样就实现了MgCl₂富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体（MgCl₂•6H₂O）（这步是为了得到纯净的MgCl₂），又因MgCl₂ 易水解，为防止MgCl₂水解的水解，加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行：MgCl₂•6H₂OMgCl₂ +6H₂O．

故答案为：②④③⑤④①；

（3）根据（2）的分析，步骤①中“一定条件下”具体是指在HCl气流中加热晶体，目的 防止加热时水合氯化镁晶体水解，故答案为：在HCl气流中加热晶体； 防止加热时水合氯化镁晶体水解；

（4）Mg（OH）₂的Ksp=6.4×10^﹣12，当溶液中c（Mg²⁺）≤1.0×10^﹣5mol•L^﹣1可视为沉淀完全，则Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^﹣）=6.4×10^﹣12 ，c（OH^﹣）≥8×10^﹣4mol/L，故答案为：8×10^﹣4；

（5）加入NH₄Cl，溶解后因其能水解显酸性，NH₄Cl+H₂O⇌NH₃•H₂O+HCl，水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁，从而又会造成Mg（OH）₂沉淀的溶解，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，所以饱和NH₄Cl溶液滴入少量的Mg（OH）₂悬浊液中，出现的现象是白色沉淀溶解；硝酸铵、硫酸铵和氯化铵相似，只有铵根离子的水解，而碳酸氢铵溶液呈碱性，只有醋酸铵呈中性并且含有铵根，故答案为：白色沉淀溶解（或溶液变澄清）；①NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O；②2H⁺+Mg（OH）₂=Mg²⁺+2H₂O；  C；

（6）一种“镁﹣次氯酸盐”电池的总反应为：Mg+ClO^﹣+H₂O═Mg（OH）₂+Cl^﹣．其工作时正极是ClO^﹣得电子发生还原反应的反应，所以正极的电极反应式为：ClO^﹣+2e^﹣+H₂O=Cl^﹣+2OH^﹣；用此镁电池给铅蓄电池充电，

A．镁电池正极充当阳极应与铅蓄电池正极相连，故A正确；

B．电子从镁电池负极转移到Pb电极，故B错误；

C．充电后，铅蓄电池两极质量均减小，理论上镁电池消耗24g Mg即转移2mol电子，所以阴极生成是铅、阳极生成是二氧化铅的质量变化之比为3：2，故C正确；

D．充电后，镁电池的PH值基本没有变化和铅蓄电池生成硫酸故pH减小，故D错误；

故答案为：ClO^﹣+2e^﹣+H₂O=Cl^﹣+2OH^﹣； A C；

点评：    本题考查了金属镁的提取原理及其镁化合物的性质、原电池、电解池的知识，该考点是高考考查的重点和难点，本题有一定的综合性，难度适中．