Question

鎂是一種重要的金屬資源，工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解法．
（1）電解法制取鎂單質(zhì)的反應方程式是：

 

．
（2）電解原料無水氯化鎂可由海水制備．主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮冷卻結(jié)晶．
其步驟先后順序是

 

；（每步驟可重復使用）
（3）上述步驟①中“一定條件下”具體是指：

 

，其目的是

 

．
（4）已知某溫度下Mg（OH）₂的K_sp=6.4×l0^-12，當溶液中c（Mg²⁺）≤1.0×10^-5mol?L^-1可視為沉淀完全，則此溫度下應保持溶液中c（OH^-）≥

 

 mol?L^-1．
（5）飽和NH₄Cl溶液滴入少量的Mg（OH）₂懸濁液中，看到的現(xiàn)象是

 

．反應原理可能有兩方面，請分別用離子方程式表示：①

 

；②

 

．
要驗證①②誰是Mg（OH）₂溶解的主要原因，可選取

 

代替NH₄Cl溶液作對照實驗．
A．NH₄NO₃       B．（NH₄）₂SO₄     C．CH₃COONH₄      D．NH₄HCO₃
（6）鎂電池是近年來科學技術研究的熱點之一．一種“鎂-次氯酸鹽”電池的總反應為：
Mg+ClO^-+H₂O═Mg（OH）₂+Cl^-．其工作時正極的電極反應式：

 

；用此鎂電池給鉛蓄電池充電，下列說法中正確的是

 

．
A．鎂電池正極與鉛蓄電池正極相連
B．電子從Pb電極轉(zhuǎn)移到鎂電池負極
C．充電后，鉛蓄電池兩極質(zhì)量均減小，理論上鎂電池消耗24g Mg，陰、陽極的質(zhì)量變化之比為3：2
D．充電后，鎂電池和鉛蓄電池的pH均增大．

Answer 1

考點：電解原理,原電池和電解池的工作原理,鹽類水解的應用

專題：

分析：（1）工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解熔融的氯化鎂；
（2）先生成氫氧化鎂，氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂，易除去氯化鈉等雜質(zhì)；
（3）根據(jù)氯化鎂溶液加熱易水解生成揮發(fā)的氯化氫來分析；
（4）依據(jù)沉淀溶解平衡存在的溶度積常數(shù)計算得到；
（5）加入氯化銨在溶液中水解顯酸性，可以溶解氫氧化鎂沉淀；
（6）根據(jù)正極得電子發(fā)生還原反應書寫；根據(jù)充電時正極充當陽極，負極充當陰極來分析．

解答： 解：（1）工業(yè)上制取鎂單質(zhì)主要是電解熔融的氯化鎂，方程式為：MgCl₂（熔融） Mg+Cl₂↑，故答案為：MgCl₂（熔融） Mg+Cl₂↑；
（2）因海水中MgCl₂的濃度較小，所以要經(jīng)過富集這一過程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+CaCl₂，然后將沉淀過濾，接著將Mg（OH）₂沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl₂：Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O，這樣就實現(xiàn)了MgCl₂富集，將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鎂晶體（MgCl₂?6H₂O）（這步是為了得到純凈的MgCl₂），又因MgCl₂ 易水解，為防止MgCl₂水解的水解，加熱六水合氯化鎂晶體必須在HCl氛圍下中進行：MgCl₂?6H₂O

加熱  .

MgCl₂ +6H₂O．
故答案為：②④③⑤④①；
（3）根據(jù)（2）的分析，步驟①中“一定條件下”具體是指在HCl氣流中加熱晶體，目的 防止加熱時水合氯化鎂晶體水解，故答案為：在HCl氣流中加熱晶體； 防止加熱時水合氯化鎂晶體水解；
（4）Mg（OH）₂的Ksp=6.4×10^-12，當溶液中c（Mg²⁺）≤1.0×10^-5mol?L^-1可視為沉淀完全，則Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=6.4×10^-12 ，c（OH^-）≥8×10^-4mol/L，故答案為：8×10^-4；
（5）加入NH₄Cl，溶解后因其能水解顯酸性，NH₄Cl+H₂O?NH₃?H₂O+HCl，水解生成的鹽酸會溶解氫氧化鎂，從而又會造成Mg（OH）₂沉淀的溶解，Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，所以飽和NH₄Cl溶液滴入少量的Mg（OH）₂懸濁液中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是白色沉淀溶解；硝酸銨、硫酸銨和氯化銨相似，只有銨根離子的水解，而碳酸氫銨溶液呈堿性，只有醋酸銨呈中性并且含有銨根，故答案為：白色沉淀溶解（或溶液變澄清）；①NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O；②2H⁺+Mg（OH）₂=Mg²⁺+2H₂O；  C；
（6）一種“鎂-次氯酸鹽”電池的總反應為：Mg+ClO^-+H₂O═Mg（OH）₂+Cl^-．其工作時正極是ClO^-得電子發(fā)生還原反應的反應，所以正極的電極反應式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；用此鎂電池給鉛蓄電池充電，
A．鎂電池正極充當陽極應與鉛蓄電池正極相連，故A正確；
B．電子從鎂電池負極轉(zhuǎn)移到Pb電極，故B錯誤；
C．充電后，鉛蓄電池兩極質(zhì)量均減小，理論上鎂電池消耗24g Mg即轉(zhuǎn)移2mol電子，所以陰極生成是鉛、陽極生成是二氧化鉛的質(zhì)量變化之比為3：2，故C正確；
D．充電后，鎂電池的PH值基本沒有變化和鉛蓄電池生成硫酸故pH減小，故D錯誤； 
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-； A C；

點評：本題考查了金屬鎂的提取原理及其鎂化合物的性質(zhì)、原電池、電解池的知識，該考點是高考考查的重點和難點，本題有一定的綜合性，難度適中．