Question

【题目】从海水中提取金属镁的工艺流程可简单图示如下：

(1)步骤①的目的是将海水中的Mg2+沉淀为Mg(OH)2，若浓缩海水中c(Mg2+)=2.0 mol·L－1，Mg2+开始形成沉淀时溶液的pH约为________(已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10－11，log3=0.48)

(2)步骤③的操作由蒸发浓缩，______，过滤，_______四个环节组成。

(3)步骤④是在HCl气流中加热晶体得到无水MgCl2，简要说明HCl气体的作用_________。

Answer 1

【答案】8.48 降温结晶 (冷却结晶也行) 洗涤干燥 抑制MgCl2水解，防止生成Mg(OH)Cl[或Mg(OH)2]

【解析】

(1)向含有MgCl2的海水中加入生石灰，Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，根据溶度积常数的含义计算Mg2+开始形成沉淀时OH-的浓度，再结合水的离子积常数计算溶液的pH；

(2)根据MgCl2的溶解度受温度的影响变化较大的性质分析解答；

(3)根据盐的水解规律分析。

Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，c(Mg2+)=2.0 mol/L，则c2(OH-)=1.8×10-11÷2.0=9×10-12，所以c(OH-)=3×10-6mol/L，由于在室温下水的离子积为Kw=1×10-14，则c(H+)=1×10-14÷3×10-6=×10-8mol/L，pH=-lgc(H+)=-lg×10-8=8+0.48=8.48；

(2)步骤③是从MgCl2溶液中获得MgCl26H2O，由于MgCl2的溶解度受温度的影响变化较大，所以操作由蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤干燥四个环节组成；

(3)氯化镁晶体加热，MgCl2会溶解在结晶水中，形成溶液，由于MgCl2是强酸弱碱盐，在溶液中发生水解反应产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl和HCl，HCl挥发，导致最后得到的是Mg(OH)2，根据盐的水解规律，在HCl气氛中加热，就可以抑制盐的水解，防止生成Mg(OH)Cl[或Mg(OH)2]。