Question

以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Clˉ、SO₄²ˉ、Brˉ 等离子的卤水为主要原料可制备金属镁和溴。流程如下：

（1）操作Ⅰ的名称是______，所用主要玻璃仪器的名称是_________、_________；需要选择的试剂是____________（填序号）。

a．乙醇        b．苯        c．四氯化碳       d．裂化汽油

（2）通氯气反应的离子方程式__________________________________。

（3）证明SO₄²ˉ完全沉淀的方法是______________________________。

（4）CaO用来调节溶液Y的pH，可以使Mg²⁺沉淀完全，由下表中数据可知，理论上应控制pH范围是__________。

	开始沉淀时	沉淀完全时
Mg^2+	pH=9.6	pH=11.0
Ca^2+	pH=12.2	c(OH^-) =1.8mol/L

（5）操作Ⅱ用下图所示操作______________实现（填“能”或“不能”）。原因是______________________________（用化学方程式解释）。

（6）工业上用惰性电极电解熔融状态下的氯化镁来冶炼镁，不能直接电解氯化镁溶液的原因是___________________________（用离子方程式表示）。

（7）在探究Mg(OH)₂溶解性的实验中，发现向装有少量Mg(OH)₂浊液的试管中加入适量NH₄Cl晶体，充分振荡后浊液会变澄清，请用化学平衡的原理解释浊液变澄清的原因_________________________________。

Answer

萃取分液 分液漏斗 烧杯 c Cl2 + 2Br-=2Cl- + Br2 静置向上层清液中继续加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀则证明SO42-已沉淀完全 11.0~12.2 不能 MgCl2 + 2H2OMg（OH）2 + 2HCl Mg2++2H2O+2Cl-电解Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑ Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+ 2OH-（aq），NH4Cl电离出的NH4+与OH‑结合成弱电解质一水合氨，降低了c（OH-），Mg（OH）2溶解平衡向右移动

【解析】试题分析：(1)用分液法分离互不相溶的液体；分液用的主要玻璃仪器是分液漏斗，下层液体含有溴，所以所选萃取剂的密度比水小；（2）氯气把溴离子氧化为溴单质；（3）继续加入氯化钡，看是否生成沉淀，即可证明SO42ˉ完全沉淀。（4）CaO用来调节溶液Y的pH，使Mg2+沉淀完全PH大于等于11.0，不能让钙离子沉淀，PH小于12.2；（5）氯化镁溶液蒸发生成氢氧化镁沉淀；（6）镁是活泼金属，直接电解氯化镁溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁；（7）氢氧化镁浊液中存在沉淀溶解平衡Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+ 2OH-（aq），加入氯化铵，NH4+与OH‑结合成弱电解质一水合氨。

解析：根据以上分析（1）操作Ⅰ是分离互不相溶的液体，操作Ⅰ的名称是分液，所用主要玻璃仪器的名称是分液漏斗、烧杯；a．乙醇易溶于水，不能做萃取剂 ； b．苯的密度比水小，含溴层在上层；c．四氯化碳密度比水大，含溴层在下层， d．裂化汽油含有烯烃，与溴发生加成反应，不能做萃取剂，所以需要选择的试剂是四氯化碳；

（2）氯气与溴离子反应生成氯离子、溴单质，反应的离子方程式Cl2 + 2Br-=2Cl- + Br2。

（3）证明SO42ˉ完全沉淀的方法是静置向上层清液中继续加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀则证明SO42-已沉淀完全。

（4）CaO用来调节溶液Y的pH，使Mg2+沉淀完全，PH≥11.0，不能让钙离子沉淀，PH小于12.2，理论上应控制pH范围是11.0~12.2。

（5）操作Ⅱ是蒸发氯化镁溶液制取氯化镁晶体，若用图示装置蒸发氯化镁溶液，镁离子水解为氢氧化镁沉淀Mg2+ + 2H2OMg(OH）2 + 2H+，所以不能用图示装置蒸发氯化镁。

（6）电解氯化镁溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁Mg2++2H2O+2Cl-Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑ 。

（7）装有少量Mg(OH)2浊液的试管中存在，Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+ 2OH-（aq）平衡，NH4Cl电离出的NH4+与OH- 结合成弱电解质一水合氨，降低了c（OH-），Mg（OH）2溶解平衡向右移动。

点睛：直接蒸发氯化镁溶液，由于盐酸易挥发，镁离子水解为氢氧化镁沉淀Mg2+ + 2H2OMg(OH）2 + 2H+，所以在氯化氢气流中蒸发氯化镁溶液制取氯化镁晶体。