Question

15．鹽鹵中除含有Mg²⁺、Cl^-外，還含有少量Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-和CO（NH₂）₂等．從海水提取食鹽和Br₂后的鹽鹵中可以提取MgCl₂、MgO、Mg（OH）₂等物質(zhì)，制備流程如圖所示：

（1）從MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O晶體的過(guò)程中所需的基本操作順序依次為BCE；
A．加熱蒸餾B．加熱濃縮C．冷卻結(jié)晶D．趁熱過(guò)濾 E．過(guò)濾洗滌
（2）制取無(wú)水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進(jìn)行，原因是防止Mg²⁺水解，Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺（用適當(dāng)?shù)奈淖纸Y(jié)合化學(xué)用語(yǔ)說(shuō)明）．
（3）用NaClO除去尿素CO（NH₂）₂時(shí)，生成物除鹽外，都是能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O或NaOH+3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+NaHCO₃+N₂↑+2H₂O；加入NaClO的另一個(gè)作用是氧化Fe²⁺使它變成Fe（OH）₃沉淀而除去．
（4）Mg（OH）₂是制鎂鹽、耐火材料和阻燃劑的重要原料．
已知25℃時(shí)K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，且Mg（OH）₂（s）═MgO（s）+H₂O （s）△H=+81.5kJ/mol．
①下列敘述正確的是B．
A．從鹽鹵或海水中獲得Mg（OH）₂，工業(yè)上選擇NaOH作沉淀劑
B．Mg（OH）₂能作阻燃劑的原因是它分解吸熱且生成MgO覆蓋可燃物
C．可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂
②酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
顏色	黃色	綠色	藍(lán)色

25℃時(shí)，在Mg（OH）₂的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液的顏色為藍(lán)色．

Answer 1

分析 鹽鹵中除含有Mg²⁺、Cl^-外，還含有少量Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-和CO（NH₂）2等，向鹽鹵溶液中加入少量NaOH、CaCl₂、NaClO溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH，發(fā)生的反應(yīng)分別為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃、SO₄^2-+Ca²⁺=CaSO₄、3NaClO+CO（NH₂）2═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O，次氯鈉還能氧化亞鐵離子生成鐵離子而轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，然后過(guò)濾，得到的濾渣中含有Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、CaSO₄，濾液中含有氯化鎂，向?yàn)V液I中加入堿然后過(guò)濾得到Mg（OH）₂沉淀和MgCl₂溶液，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到MgCl₂.6H₂O，在HCl氛圍中加入MgCl₂.6H₂O得到MgCl₂、MgO，
（1）從MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌；
（2）氯化鎂易水解生成氫氧化鎂和HCl，升高溫度促進(jìn)鹽酸揮發(fā)，促進(jìn)氯化鎂水解；
（3）用NaClO除去尿素CO（NH₂）₂時(shí)，生成物除鹽外，都是能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，應(yīng)該生成氮?dú)�、二氧化碳和水，根�?jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)方程式；
加入NaClO還能氧化還原性離子；
（4）①A．從鹽鹵或海水中獲得Mg（OH）₂，工業(yè)上選擇石灰乳作沉淀劑，NaOH價(jià)格較高；
B．Mg（OH）₂受熱分解生成MgO，MgO熔點(diǎn)較高；
C．電解熔融的MgCl₂冶煉制金屬鎂；
②25℃時(shí)，在Mg（OH）₂的飽和溶液中c（OH^-）=$\root{3}{2{K}_{sp}}$=$\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}$mol/L，
該溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}}$mol/L，溶液的pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}}$≈10.3．

解答 解：鹽鹵中除含有Mg²⁺、Cl^-外，還含有少量Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-和CO（NH₂）2等，向鹽鹵溶液中加入少量NaOH、CaCl₂、NaClO溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH，發(fā)生的反應(yīng)分別為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃、SO₄^2-+Ca²⁺=CaSO₄、3NaClO+CO（NH₂）2═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O，次氯鈉還能氧化亞鐵離子生成鐵離子而轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，然后過(guò)濾，得到的濾渣中含有Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、CaSO₄，濾液中含有氯化鎂，向?yàn)V液I中加入堿然后過(guò)濾得到Mg（OH）₂沉淀和MgCl₂溶液，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到MgCl₂.6H₂O，在HCl氛圍中加入MgCl₂.6H₂O得到MgCl₂、MgO，
（1）從MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，故選BCE；
（2）氯化鎂易水解生成氫氧化鎂和HCl，升高溫度促進(jìn)鹽酸揮發(fā)，促進(jìn)氯化鎂水解，為抑制氯化鎂水解，需要在HCl氛圍中加熱，故答案為：防止Mg²⁺水解，Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺；
（3）用NaClO除去尿素CO（NH₂）₂時(shí)，生成物除鹽外，都是能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，應(yīng)該生成氮?dú)狻⒍�氧化碳和水，根�?jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)方程式為3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O或NaOH+3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+NaHCO₃+N₂↑+2H₂O；
加入NaClO還能氧化還原性離子亞鐵離子，使它變成Fe（OH）₃沉淀而除去，
故答案為：3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O或NaOH+3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+NaHCO₃+N₂↑+2H₂O；氧化Fe²⁺使它變成Fe（OH）₃沉淀而除去；
（4）①A．從鹽鹵或海水中獲得Mg（OH）₂，NaOH價(jià)格較高，工業(yè)上選擇石灰乳作沉淀劑而不是NaOH，故A錯(cuò)誤；
B．Mg（OH）₂受熱分解生成MgO且該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，MgO熔點(diǎn)較高，一般條件下不熔融，所以Mg（OH）₂能作阻燃劑的原因是它分解吸熱且生成MgO覆蓋可燃物，故正確；
C．電解熔融的MgCl₂冶煉制金屬鎂，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)高，電解熔融MgO冶煉Mg需要消耗大量能源，故錯(cuò)誤；
故選B；
②25℃時(shí)，在Mg（OH）₂的飽和溶液中c（OH^-）=$\root{3}{2{K}_{sp}}$=$\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}$mol/L，
該溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}}$mol/L，溶液的pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{2×5.6×1{0}^{-12}}}$≈10.3，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，該溶液呈藍(lán)色，故答案為：藍(lán)色．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算及知識(shí)綜合運(yùn)用能力，明確難溶物溶解平衡、鹽類(lèi)水解、金屬冶煉、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（4）溶液溶液pH值的計(jì)算，注意：金屬M(fèi)g冶煉采用電解熔融氯化鎂的方法，而Al采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉，題目難度不大．