Question

海水中鎂的總儲量約為2.1×1015t，目前世界上60%的鎂來自海水，工業(yè)規(guī)模海水提鎂的流程如圖所示：

 

試回答下列問題：

(1)海水提鎂的過程中①、②反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①_____________________________________，

②______________________________________。

(2)由氯化鎂溶液制取無水氯化鎂固體，其操作過程是____________________

(3)為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，則加入的生石灰要過量，然后分離得Mg(OH)2沉淀，考慮Ca(OH)2溶解度，應(yīng)該用________法分離。

(4)金屬鎂、鋁的工業(yè)冶煉方法既有相似之處，又有不同之別，下表是氧化鎂和氯化鎂的熔沸點數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	氧化鎂	氯化鎂
熔點(℃)	2 852	714
沸點(℃)	3 600	1 412

 

工業(yè)上煉鎂采用電解熔融氯化鎂，而冶煉鋁則用電解熔融的Al2O3，其原因是____________________________________

 

Answer 1

(1)①CaCO3 CaO＋CO2↑

②MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑

(2)先加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到MgCl2·6H2O，然后在HCl氣氛中加熱得到無水MgCl2

(3)低溫過濾

(4)MgCl2的熔點較MgO的熔點低，熔融MgCl2消耗較少的能量，節(jié)約能源，降低成本；AlCl3是共價化合物，熔融不導(dǎo)電，只能電解熔融(熔于冰晶石中)Al2O3生產(chǎn)鋁

【解析】(1)貝殼的主要成分是CaCO3，高溫CaCO3分解生成CaO和CO2，CaO與H2O生成的Ca(OH)2又與Mg2＋生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加HCl在一定條件下生成無水MgCl2，電解MgCl2(熔融)在陰、陽極上分別得Mg和Cl2。

(2)對MgCl2溶液加熱蒸發(fā)得到MgCl2·6H2O，由于MgCl2·6H2O在受熱條件下易水解，為防止水解應(yīng)在HCl氣氛中加熱脫水轉(zhuǎn)化為無水MgCl2。

(3)因為Ca(OH)2的溶解度是隨溫度升高而降低，為了減少Ca(OH)2與Mg(OH)2共沉，所以在低溫下過濾，所得Mg(OH)2純度較高。

(4)AlCl3是共價化合物，熔化后不導(dǎo)電，故可電解熔化的Al2O3得鋁單質(zhì)；而從表可看出MgO的熔點較MgCl2高，雖然電解兩種物質(zhì)均可得到單質(zhì)鎂，但熔化MgO比MgCl2消耗更多的能量，從經(jīng)濟角度考慮，一般多用電解熔融MgCl2法制Mg。