海水中镁的总储量约为2.1×1015t,目前世界上60%的镁来自海水,工业规模海水提镁的流程如图所示:试回答下列问题:(1)海水提镁的过程中①、②反应的化学方程
题型:不详难度:来源:
海水中镁的总储量约为2.1×1015t,目前世界上60%的镁来自海水,工业规模海水提镁的流程如图所示:
试回答下列问题: (1)海水提镁的过程中①、②反应的化学方程式: ①_____________________________________, ②______________________________________。 (2)由氯化镁溶液制取无水氯化镁固体,其操作过程是____________________ (3)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,则加入的生石灰要过量,然后分离得Mg(OH)2沉淀,考虑Ca(OH)2溶解度,应该用________法分离。 (4)金属镁、铝的工业冶炼方法既有相似之处,又有不同之别,下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据:
物质
| 氧化镁
| 氯化镁
| 熔点(℃)
| 2 852
| 714
| 沸点(℃)
| 3 600
| 1 412
| 工业上炼镁采用电解熔融氯化镁,而冶炼铝则用电解熔融的Al2O3,其原因是____________________________________ |
答案
(1)①CaCO3 CaO+CO2↑ ②MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ (2)先加热蒸发、冷却结晶得到MgCl2·6H2O,然后在HCl气氛中加热得到无水MgCl2 (3)低温过滤 (4)MgCl2的熔点较MgO的熔点低,熔融MgCl2消耗较少的能量,节约能源,降低成本;AlCl3是共价化合物,熔融不导电,只能电解熔融(熔于冰晶石中)Al2O3生产铝 |
解析
(1)贝壳的主要成分是CaCO3,高温CaCO3分解生成CaO和CO2,CaO与H2O生成的Ca(OH)2又与Mg2+生成Mg(OH)2,Mg(OH)2加HCl在一定条件下生成无水MgCl2,电解MgCl2(熔融)在阴、阳极上分别得Mg和Cl2。 (2)对MgCl2溶液加热蒸发得到MgCl2·6H2O,由于MgCl2·6H2O在受热条件下易水解,为防止水解应在HCl气氛中加热脱水转化为无水MgCl2。 (3)因为Ca(OH)2的溶解度是随温度升高而降低,为了减少Ca(OH)2与Mg(OH)2共沉,所以在低温下过滤,所得Mg(OH)2纯度较高。 (4)AlCl3是共价化合物,熔化后不导电,故可电解熔化的Al2O3得铝单质;而从表可看出MgO的熔点较MgCl2高,虽然电解两种物质均可得到单质镁,但熔化MgO比MgCl2消耗更多的能量,从经济角度考虑,一般多用电解熔融MgCl2法制Mg。 |
举一反三
海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是( )。A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质 | B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 | C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2 | D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能 |
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苦卤是海水蒸发结晶分离出食盐后的母液,苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KBr、MgSO4等物质。空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法,流程如图所示。
下列说法正确的是 ( )。A.反应①③的方程式相同,其目的也完全相同 | B.最好采用分液的方法从反应③后的溶液中分离出单质溴 | C.图示的工艺流程是一种没有任何缺陷的成熟技术 | D.至少需三步反应才能从苦卤中冶炼出金属镁 |
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海水中含有氯化镁,是镁的主要来源之一。从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引有海水的水渠中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;④将得到的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法正确的是 ( )。A.此法对环境不会造成任何污染 | B.沉降、过滤、洗涤沉淀物操作中既有物理变化也有化学变化 | C.若提取12 kg Mg,则电子转移1 000 mol | D.以上提取镁的过程涉及的离子反应共有3个 |
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过氧化钙(CaO2)难溶于水,在常温下稳定,在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气,因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。
请回答下列问题: (1)用氨水调节pH至8——9的目的是 。 (2)若测得滤液C中c(CO32-)=10-3mol/L,则Ca2+ (填“是”或“否”)沉淀完全。(已知c(Ca2+)≤10-5mol/L可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9) (3)若在滤液C中,加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3,则酸化后溶液中,c(NH4+) c(NO3-)(填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“=”)。 (4)在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应,写出该反应的化学方程式: ,一段时间后,再加入氢氧化钠溶液,当调节溶液pH至9——11,才出现大量沉淀。用化学方程式和简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9——11的原因 。 |
根据海水综合利用的工业流程图(如图),判断下列说法正确的是( )
已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质 | B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2 | C.在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br-,需消耗2.24 L Cl2 | D.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题 |
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