Question

从海水中提取镁是世界各国获得镁的主要来源，以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积，根据你所学的知识回答下列几个问题：

物质	CaCO3	MgCO3	Ca（OH）2	Mg（OH）2
溶度积	2.8×10-9	6.8×10-6	5.5×10-6	1.8×10-11

（1）在从海水中提取镁时，往往用到贝壳（主要成份是碳酸钙），你认为

 

（填“能”或“不能”）将贝壳研磨成粉末直接投入海水中，理由是

 

；如果不能直接投入，应将贝壳作何处理，试写出化学方程式

 

．
（2）某同学在实验室条件下模拟该生产过程，但实验室无石灰，他打算用烧碱代替，你认为

 

 

（填“可以”或“不可以”）得到Mg（OH）₂．在加试剂时，误将纯碱溶液加入海水中，他思考了一下，又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液，你觉得他

 

（填“能”或“不能”）将Mg²⁺转化为Mg（OH）₂沉淀，理由是

 

．（用离子方程式表示）
（3）已知海水中镁离子浓度为1.8×10^-3mol/L，则要使镁离子产生沉淀，溶液的PH最低应为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据贝壳（主要成分是CaCO₃）的溶解性分析；把CaCO₃转化为CaO，CaO能与水反应生成碱；
（2）模拟生产过程，烧碱也可以沉淀镁离子，若加入的是纯碱碳酸钠，会生成碳酸镁，加入氢氧化钠溶液，依据碳酸镁和氢氧化镁沉淀溶度积计算可知，氢氧化镁溶解度小于碳酸镁，可以实现沉淀转化生成氢氧化镁；
（3）根据Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），结合已知离子浓度计算．

解答：解：（1）已知贝壳（主要成分是CaCO₃）的难溶于水，而且比MgCO₃还要难溶，所以将CaCO₃其直接投入海水中不能产生MgCO₃；把CaCO₃转化为CaO，其反应方程式为：CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑，CaO能与水反应生成碱；
故答案为：不能；贝壳研磨成粉末仍是CaCO₃，由于CaCO₃比MgCO₃还要难溶，所以将其直接投入海水中不能产生MgCO₃；CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑；
（2）模拟该生产过程，但实验室无石灰，用烧碱也可以沉淀镁离子．Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，若加入的是纯碱碳酸钠，可以反应生成微溶于水的碳酸镁沉淀，到的混合体系中加入过量的烧碱溶液，氢氧化镁溶解度小于碳酸镁，实现沉淀转化生成氢氧化镁沉淀，过程中反应的离子方程式为：Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃ MgCO₃+2OH^-=Mg（OH）₂+CO₃^2-；
故答案为：可以，能，Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃ MgCO₃+2OH^-=Mg（OH）₂+CO₃^2-；
（3）已知某地海水中的镁离子的浓度为1.8×10^-3 mol?L^-1，则c²（OH^-）=

Ksp[Mg(OH)2]

c(Mg2+)

，c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-3

=1.0×10^-4 mol?L^-1，
则c（H⁺）=1.0×10^-10 mol?L^-1，所以pH=10；
故答案为：10；

点评：本题考查了溶度积常数的应用、守恒法在计算中的应用等，侧重考查学生分析问题的能力、解决问题的能力，题目难度中等．