Question

海水中镁的总储量约为2.1×10¹⁵t，目前世界上60%的镁来自海水，工业规模海水提镁的流程如图所示：

试回答下列问题：

(1)海水提镁的过程中①、②反应的化学方程式：

①_____________________________________，

②______________________________________。

(2)由氯化镁溶液制取无水氯化镁固体，其操作过程是____________________

(3)为了使MgSO₄完全转化为Mg(OH)₂，则加入的生石灰要过量，然后分离得Mg(OH)₂沉淀，考虑Ca(OH)₂溶解度，应该用________法分离。

(4)金属镁、铝的工业冶炼方法既有相似之处，又有不同之别，下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据：

物质	氧化镁	氯化镁
熔点(℃)	2 852	714
沸点(℃)	3 600	1 412

工业上炼镁采用电解熔融氯化镁，而冶炼铝则用电解熔融的Al₂O₃，其原因是____________________________________

Answer

(1)①CaCO3 CaO＋CO2↑

②MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑

(2)先加热蒸发、冷却结晶得到MgCl2·6H2O，然后在HCl气氛中加热得到无水MgCl2

(3)低温过滤

(4)MgCl2的熔点较MgO的熔点低，熔融MgCl2消耗较少的能量，节约能源，降低成本；AlCl3是共价化合物，熔融不导电，只能电解熔融(熔于冰晶石中)Al2O3生产铝

【解析】(1)贝壳的主要成分是CaCO3，高温CaCO3分解生成CaO和CO2，CaO与H2O生成的Ca(OH)2又与Mg2＋生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加HCl在一定条件下生成无水MgCl2，电解MgCl2(熔融)在阴、阳极上分别得Mg和Cl2。

(2)对MgCl2溶液加热蒸发得到MgCl2·6H2O，由于MgCl2·6H2O在受热条件下易水解，为防止水解应在HCl气氛中加热脱水转化为无水MgCl2。

(3)因为Ca(OH)2的溶解度是随温度升高而降低，为了减少Ca(OH)2与Mg(OH)2共沉，所以在低温下过滤，所得Mg(OH)2纯度较高。

(4)AlCl3是共价化合物，熔化后不导电，故可电解熔化的Al2O3得铝单质；而从表可看出MgO的熔点较MgCl2高，虽然电解两种物质均可得到单质镁，但熔化MgO比MgCl2消耗更多的能量，从经济角度考虑，一般多用电解熔融MgCl2法制Mg。