Question

海水是鎂的重要來源，從海水中提鎂須經(jīng)過以下流程：

（1）分別寫出A、B、C、D、E是什么物質(zhì)．
A

 

  B

 

  C

 

  D

 

 E

 

（2）回答為什么不選擇電解MgO制備金屬鎂．

 

．
（3）用電解法制備堿金屬、堿土金屬時，常常加入CaC1₂，為什么？

 

．
（4）海水結(jié)晶后的母液中加入生石灰，請計算溶液中pH=11時，溶液中Mg²⁺濃度為

 

mol/L．[K _sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12]
（5）我國從20世紀(jì)70年代開始采用硅熱法煉鎂，現(xiàn)年產(chǎn)量已達(dá)35.4萬噸左右．根據(jù)下列條件，完成填空：
Mg（s）+O₂（g）=2MgO（s）△H=-601.83kJ/mol
Mg（s）=Mg（g）△H=+150kJ/mol
Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-859.4kJ/mol
2MgO（s）+Si（s）=SiO₂（s）+2Mg（g）△H=

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)流程圖和海水提鎂的原理和過程分析判斷，貝殼煅燒生成氧化鈣，溶于水生成氫氧化鈣，加入海水結(jié)晶后的母液中測定氫氧化鎂，過濾后再沉淀中加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，在氯化氫氣流中加熱析出氯化鎂固體，電解法得到鎂；
（2）依據(jù)氧化鎂熔點高難熔融，耗能高，成本高分析；
（3）氯化鈣能降低熔融物的熔點降低能耗分析；
（4）依據(jù)氫氧化鎂存在的沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)計算；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到反應(yīng)焓變．

解答：解：（1）依據(jù)流程圖和海水提鎂的原理和過程分析判斷，貝殼煅燒生成氧化鈣，溶于水生成氫氧化鈣，加入海水結(jié)晶后的母液中測定氫氧化鎂，過濾后再沉淀中加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，在氯化氫氣流中加熱析出氯化鎂固體，電解法得到鎂，所以A為Ca（OH）₂，B為Mg（OH）₂，C為MgCl₂溶液，D為HCl氣流，E為MgCl₂，
故答案為：Ca（OH）₂；Mg（OH）₂；MgCl₂溶液；HCl氣流；MgCl₂ ；
（2）依據(jù)氧化鎂熔點高難熔融，耗能高，成本高分析，氧化鎂離子半徑小，電荷多，離子鍵強熔點高，采用氧化鎂能效高，對材料的要求高成本高，
故答案為：氧化鎂離子半徑小，電荷多，離子鍵強熔點高，采用氧化鎂能效高，對材料的要求高成本高；
（3）氯化鈣能降低熔融物的熔點降低能耗，用電解法制備堿金屬、堿土金屬時，常常加入CaC1₂，氯化鈣在電解過程中起到助溶劑的作用，降低 熔點，降低能效，
故答案為：氯化鈣在電解過程中起到助溶劑的作用，降低 熔點，降低能效；
（4）依據(jù)氫氧化鎂存在的沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)計算，K _sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，溶液中pH=11時c（H⁺）=10^-11mol/L，c（OH^-）=10^-3mol/L；
得到Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=5.6×10^-12，c（Mg²⁺）=5.6×10^-6mol/L，
故答案為：5.6×10^-6；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到反應(yīng)焓變；
①Mg（s）+O₂（g）=2MgO（s）△H=-601.83kJ/mol
②Mg（s）=Mg（g）△H=+150kJ/mol
③Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-859.4kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律②×2+③-①得到：2MgO（s）+Si（s）=SiO₂（s）+2Mg（g）△H=-107.57kJ/mol，
故答案為：-107.57kJ/mol．

點評：本題考查了生產(chǎn)流程的分析判斷，海水制鎂的原理應(yīng)用，溶度積常數(shù)計算和蓋斯定律計算的分析應(yīng)用，題目難度中等．