Question

目前世界上60%的镁是从海水中提取的．某校化学兴趣小组对这个课题展开了探究．已知海水提镁的主要步骤如下：

兴趣小组就这个课题提出了以下问题：
（一）在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集？
甲、乙、丙三位同学提出了自己的观点．
甲：直接往海水中加入沉淀剂．
乙：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂．
丙：利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂．
通过分析比较，丙同学观点更为合理、科学，请你简述理由：

 

．
（二）在海水提镁的过程中如何实现镁离子的分离？
（1）操作1是

 

（2）试剂②是

 

（填化学式）．
（3）无水MgCl₂在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl₂，该反应的化学方程式为：

 

．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用,金属冶炼的一般原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：海水提镁：Ca（OH）₂加入海水溶液中，得到氢氧化镁沉淀，操作①为过滤得到Mg（OH）₂↓，加入盐酸，得到氯化镁，电解得到镁和氯气．
（一）可以比较三个观点的优点和缺点，综合分析；
（二）（1）向太阳光蒸发浓缩后的海水中，加入碱可生成氢氧化镁，分离固体和液体用过滤；
（2）氢氧化镁转化为氯化镁，可加入盐酸生成氯化镁；
（3）电解熔融的氯化镁可得到镁．

解答： 解：从海水（富含Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、Cl^-等）中提取镁：贝壳高温分解：CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑加入海水溶液中，CaO+H₂O═Ca（OH）₂，MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂，通过操作①过滤得到滤渣Mg（OH）₂↓，加入盐酸2HCl+Mg（OH）₂═MgCl₂+2H₂O，溶液浓缩得到氯化镁的浓溶液，脱水得到无水氯化镁，电解得到镁和氯气，
（一）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合理、科学；
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合理、科学；
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．因此学生丙的观点合理、科学；
故答案为：镁离子富集浓度高，能源消耗小，成本低；
（二）（1）在海水提镁的过程中应先浓缩海水，然后加入沉淀剂，沉降后需过滤分离不溶于水的固体和液体，所以操作1为过滤，
故答案为：过滤；
（2）要使氢氧化镁转化为氯化镁，则需要加入盐酸反应，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，即试剂②是盐酸，
故答案为：HCl；
（3）工业上由无水MgCl₂制取镁，常用电解的方法，方程式为：MgCl₂（熔融）

电解  .

Mg+Cl₂↑，
故答案为：MgCl₂（熔融）

电解  .

Mg+Cl₂↑．

点评：本题考查镁的制备以及物质的分离与提纯，注意从题目物质转化、化学反应、方法的优劣等来分考问题，通过本题要学会怎样评价不同方法的优劣，从而选择出最佳方法．明确海水中镁的制备的流程及试剂的选择来分析是解答关键，注意制备镁利用电解法，题目难度中等．