Question

海水中富含镁，可经过加碱沉淀、过滤、酸溶、结晶及脱水等步骤得到无水氯化镁，最后电解得到金属镁。已知25 ℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Fe(OH)₃]= 1.0×10^-38。 当溶液中离子浓度≤1.0×10^－5 mol·L^－1可视为沉淀完全。

(1)有浓度为1.8×10^-3mol·L^-1的MgCl₂溶液，该溶液中含有少量Fe³⁺，当溶液中Fe³⁺ 沉淀完全时，Mg ²⁺    是否开始沉淀           ，Mg(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________。

（2）除去MgCl₂酸性溶液中少量的FeCl₃，可加入的试剂有             。

a．MgO            b．Mg(OH)₂          c．NH₃·H₂O        d．MgSO₄

（3）若在空气中加热MgCl₂·6H₂O，可生成Mg(OH)Cl或MgO，写出生成Mg(OH)Cl或MgO相关的化      学方程式                          。

（4）MgCl₂·6H₂O在干燥的HCl气流中加热可得到无水氯化镁，其原因是               。

（5）电解熔融的MgCl₂，阳极的电极反应式为：                  。

Answer

（本题共12 分，每空2分）(1) 无沉淀；10 (2)ab (3) MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O

或MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O

（4）HCl气流可抑制Mg 2+水解 （5）2Cl--2e-=Cl2↑

【解析】

试题分析：(1) 当溶液中Fe3+沉淀完全时，溶液里c(OH-)= Ksp[Fe(OH)3]/c3(Fe3+)=1.0×10-38/(1.0×10－5)3=1.0×10-23mol/L；此时c(Mg2+)×c2(OH-)=1.8×10-3mol·L-1×(1.0×10-23mol/L)2=1.8×10-49＜Ksp[Mg(OH)2]，故此时Mg 2+不沉淀，Mg(OH)2开始沉淀时溶液的c(OH-)===10-4moi/L，pH=10；（2）除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，利用加入的试剂调节溶液PH使铁离子完全沉淀，同时不能引入新的杂质；a．MgO可以和酸反应调节溶液PH使铁离子沉淀，不引入新的杂质，故a符合； b．Mg(OH)2和酸反应调节溶液PH使铁离子沉淀，不引入新的杂质，故b符合； c．NH3·H2O和酸反应调节溶液PH使铁离子沉淀，引入新的杂质NH4+，故c不符合；d．MgSO4和酸不反应，不能调节溶液PH使铁离子沉淀，引入新的杂质离子硫酸根离子，故d不符合；故答案为ab；（3）若在空气中加热MgCl2•6H2O，可生成Mg(OH)Cl或MgO，依据原子守恒书写化学方程式为：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O或MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O；（4）氯化镁水解显酸性，氯化氢气流中加热防止水解，HCl气流可抑制Mg2+水解； （5）依据电解原理书写电极反应，电解熔融的MgCl2，氯离子移向阳极失电子生成氯气，镁离子在阴极得到电子生成镁，阳极的电极反应为；2Cl--2e-=Cl2↑。

【考点定位】考查海水提取镁的工业生产流程分析判断，涉及溶度积计算、除杂试剂选择原则、电解原理的分析应用等。

【名师点晴】本题重点考查溶度积的应用，可结合公式进行计算难度不大，另外还考查了盐类水解的应用，利用水解平衡的移动除去溶液里易水解的金属阳离子，只要从能与酸反应，即促进水解平衡向正方向移动，同时不引入新的杂质即可解答，另外利用增大水解生成的酸的浓度可抑制水解平衡逆向移动，据此分析作答。