Question

Ⅰ、鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的．主要步驟如下：

（1）為了使MgSO₄轉化為Mg（OH）₂，試劑①可以選用

 

，要使MgSO₄完全轉化為沉淀，加入試劑的量應為

 

．
（2）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是

 

．
（3）試劑②選用

 

；寫出其反應的離子方程式

 

．
（4）無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后產生鎂和氯氣，該反應的化學方程式
為

 

．
Ⅱ、某粗鹽主要成分為氯化鈉，雜質為不溶性泥沙和可溶性的MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄．某校化學興趣小組欲探究食鹽的精制過程，以該粗鹽為原料，設計方案流程如下：

試回答下列問題：
（1）在第①步和第⑤步中都要用到玻璃棒，它們的主要作用分別是

 

、

 

（2）第②步操作的目的是除去粗鹽中的

 

（填化學式，下同），第⑥步操作的目的是除去濾液中的

 

、

 

．
（3）第⑤步“過濾”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO₄、Mg（OH）₂、

 

、

 

（填化學式，下同）．
（4）在第⑨步操作中，選擇的除雜試劑不能用KOH代替NaOH，理由是

 

．
（5）寫出第⑥步涉及的兩個化學反應的離子方程式：

 

、

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,海水資源及其綜合利用,粗鹽提純

專題：實驗設計題

分析：Ⅰ、海水中加入氫氧化鈉，將硫酸鎂轉化成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂，通入蒸發(fā)濃縮、洗滌干燥得到干燥的氯化鎂，然后電解熔融氯化鎂獲得金屬鎂，
（1）為了使MgSO₄轉化為Mg（OH）₂，則加入的物質含有氫氧根離子且不陰極新的雜質離子，要使MgSO₄完全轉化為沉淀，加入試劑的量應為過量；
（2）分離不溶性固體和溶液的方法是過濾；
（3）鹽酸和氫氧化鎂反應生成氯化鎂；
（4）電解熔融氯化鎂生成氯氣和鎂；
Ⅱ、向溶解的粗鹽中加入過量氯化鋇溶液除去硫酸根離子，然后加入過量氫氧化鈉溶液除去鎂離子，再加入過量碳酸鈉溶液除去鈣離子及過量的鋇離子，過濾后向濾液中加熱鹽酸調節(jié)溶液pH，除去過量的碳酸鈉、氫氧化鈉雜質，最后通過蒸發(fā)、結晶、烘干得到純凈的氯化鈉，
（1）第①步為粗鹽的溶解，第⑤步為過濾，根據玻璃棒在溶解和過濾操作中的作用解答；
（2）氯化鋇可以和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；
（3）難溶物質和溶液的分離采用過濾的方法，根據方案流程判斷沉淀的成分；
（4）加入氫氧化鉀，引進了雜質鉀離子；
（5）加入鹽酸中和氫氧化鈉和過量的碳酸鈉，根據反應實質來書寫離子方程式．

解答： 解：Ⅰ、海水中加入氫氧化鈉，將硫酸鎂轉化成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂，通入蒸發(fā)濃縮、洗滌干燥得到干燥的氯化鎂，然后電解熔融氯化鎂獲得金屬鎂，
（1）使MgSO₄轉化為Mg（OH）₂，應選擇堿，在轉化中不引入新的離子，則試劑①選擇NaOH，為了使鎂離子完全轉化，加入試劑①的量應過量，
故答案為：NaOH；過量；
（2）過濾適用于不溶于水的固體和液體，氫氧化鎂不溶于水，所以分離得到Mg（OH）₂沉淀的方法是過濾，
故答案為：過濾；
（3）從氫氧化鎂到氯化鎂，氫氧化鎂和鹽酸反應得到氯化鎂和水，反應的化學方程式為：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，所以離子方程式為Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，
故答案為：鹽酸；Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
（4）氯化鎂電解為分解反應，產物為鎂和氯氣，所以電解方程式為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑；
Ⅱ、向溶解的粗鹽中加入過量氯化鋇溶液除去硫酸根離子，然后加入過量氫氧化鈉溶液除去鎂離子，再加入過量碳酸鈉溶液除去鈣離子及過量的鋇離子，過濾后向濾液中加熱鹽酸調節(jié)溶液pH，除去過量的碳酸鈉、氫氧化鈉雜質，最后通過蒸發(fā)、結晶、烘干得到純凈的氯化鈉，
（1）第①步為粗鹽的溶解，玻璃棒的作用是攪拌，加速粗鹽的溶解；第⑤步為過濾，過濾是將固體和液體進行分離的一種操作，玻璃棒在其中的作用是引流，避免溶液灑落，
故答案為：攪拌；引流；
（2）氯化鋇可以和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，步驟②是為了除去硫酸鈉；
第⑥步操作加入鹽酸，鹽酸與氫氧化鈉生成氯化鈉和水，與碳酸鈉生成氯化鈉、二氧化碳和水，
故答案為：Na₂SO₄；HCl、Na₂CO₃；
（3）第⑤步“過濾”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO₄、Mg（OH）₂、CaCO₃以及BaCO₃，
故答案為：CaCO₃；BaCO₃；
（4）加入氫氧化鈉，可以除去溶液中的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為：MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl，選擇的除雜試劑不能用KOH代替NaOH，否則會引入鉀離子，
故答案為：會引入新的雜質KCl；
（5）第⑥步加入鹽酸，鹽酸與氫氧化鈉生成氯化鈉和水，與碳酸鈉生成氯化鈉、二氧化碳和水，反應的離子方程式：H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑．

點評：本題考查了物質的分離、提純方法及基本操作方法的綜合應用，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，涉及粗鹽的提純、海水資源的綜合應用等知識，試題充分考查離子形式的分析、理解能力及化學實驗能力．