Question

【題目】從海水中提取金屬鎂的工藝流程可簡單圖示如下：

(1)步驟①的目的是將海水中的Mg2+沉淀為Mg(OH)2，若濃縮海水中c(Mg2+)=2.0 mol·L－1，Mg2+開始形成沉淀時溶液的pH約為________(已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10－11，log3=0.48)

(2)步驟③的操作由蒸發濃縮，______，過濾，_______四個環節組成。

(3)步驟④是在HCl氣流中加熱晶體得到無水MgCl2，簡要說明HCl氣體的作用_________。

Answer 1

【答案】8.48 降溫結晶 (冷卻結晶也行) 洗滌干燥 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+轉化為Mg(OH)2沉淀，根據溶度積常數的含義計算Mg2+開始形成沉淀時OH-的濃度，再結合水的離子積常數計算溶液的pH；

(2)根據MgCl2的溶解度受溫度的影響變化較大的性質分析解答；

(3)根據鹽的水解規律分析。

Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，c(Mg2+)=2.0 mol/L，則c2(OH-)=1.8×10-11÷2.0=9×10-12，所以c(OH-)=3×10-6mol/L，由于在室溫下水的離子積為Kw=1×10-14，則c(H+)=1×10-14÷3×10-6=×10-8mol/L，pH=-lgc(H+)=-lg×10-8=8+0.48=8.48；

(2)步驟③是從MgCl2溶液中獲得MgCl26H2O，由于MgCl2的溶解度受溫度的影響變化較大，所以操作由蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌干燥四個環節組成；

(3)氯化鎂晶體加熱，MgCl2會溶解在結晶水中，形成溶液，由于MgCl2是強酸弱堿鹽，在溶液中發生水解反應產生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl和HCl，HCl揮發，導致最后得到的是Mg(OH)2，根據鹽的水解規律，在HCl氣氛中加熱，就可以抑制鹽的水解，防止生成Mg(OH)Cl[或Mg(OH)2]。