Question

某些镁的合金，密度不足钢铁的

1

4

，却有刚铁的强度，是制造汽车、飞机、火箭的重要材料；镁在制取高强度的轻合金中也有重要的地位．目前世界上60%的镁是从海水中提取的．
【相关资料】
①海水中镁离子（Mg²⁺）的浓度为1.28g/L；
②海水晒盐后得到的母液（又称为卤水）中含有MgCl₂、KCl等物质；
③Mg（OH）₂受热会分解为MgO和H₂O；
④MgCl₂的熔点为714℃，熔融的氯化镁通入直流电后，会分解产生镁．
【问题讨论】
（1）海水中已有氯化镁，为什么人们要通过以上流程获得氯化镁？______．
（2）反应①中得到Mg（OH）₂的化学方程式为______．
（3）为了使海水中的Mg²⁺全部转化为沉淀，加入的石灰乳应该过量，则判断加入的石灰乳过量的方法是______（写出操作、现象和结论）．
（4）“方法一”由MgCl₂制Mg所发生的能量转化为：______能转化为______能；此反应需要在特殊的真空环境下进行，这样做的目的是______．
（5）反应③中得到Mg的化学方程式为______．
（6）从海水中获得的粗盐中含有的SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，为获得精盐，设计了如下操作：
①溶解；②加过量的Na₂CO₃溶液；③加过量的BaCl₂溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤．正确的操作顺序是______（用序号填一种合理组合）．
【组成确定】
（1）取一定质量的“方法一”制得的镁样品，用蒸馏水浸泡片刻，取上层清液，加入______溶液，若无沉淀产生，则样品中不含MgCl₂；
（2）另取一定质量的“方法二”制得的镁样品，加入足量稀盐酸，充分搅拌、过滤，得少量的黑色残渣．将该黑色残渣在氧气中充分灼烧，将产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水浑浊．由上述实验可确定该镁样品含有杂质______（写化学式）．
【含量测试】
为了测定“方法二”制得的镁样品中镁的含量，利用该样品与硫酸溶液反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下（样品中的杂质不反应）：

	第一次	第二次	第三次
所取样品的质量/g	9	9	18
所用硫酸溶液质量/g	60	80	50
生成氢气的质量/g	0.6	0.6	0.6

试利用表中的有关实验数据，计算该镁的样品中镁的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

【问题讨论】
（1）海水或卤水均含有氯化镁，氯化镁溶解在海水中，不能直接提取出来，经过①、②两个步骤将海水中的镁离子提取出来，得到纯净的氯化镁，然后电解才能得到镁；
（2）海水中的氯化镁能和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，反应的化学方程式为：MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；
（3）要想检验碱液是否过量关键是看反应后溶液是否显碱性，用酚酞作指示剂检验，如果酚酞变红则碱液过量；
（4）电解熔融氯化镁的过程中，电能转化为化学能；此反应需要在特殊的真空环境下进行，这样做的目的是防止生成的镁被空气中氧气氧化；
（5）氧化镁和焦炭在高温条件下生成金属镁和二氧化碳，化学方程式为2MgO+C

高温 .

2Mg+CO₂↑；
（6）先将粗盐①溶解；⑤加过量NaOH溶液除去镁离子；③加过量的BaCl₂溶液除去硫酸根离子；②加过量的Na₂CO₃溶液加入适量的碳酸钠可以除去钙离子和反应剩余的氯化钡；⑦过滤除去沉淀和泥沙；④加适量的盐酸加入适量的盐酸可以除去反应剩余的氢氧化钠和碳酸钠；⑥蒸发结晶得到精盐，所以正确的操作顺序是①⑤③②⑦④⑥；
【组成确定】
（1）氯化镁能和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀，所以取一定质量的“方法一”制得的镁样品，用蒸馏水浸泡片刻，取上层清液，加入氢氧化钠溶液，若无沉淀产生，则样品中不含MgCl₂；
（2）黑色残渣在氧气中充分灼烧，将产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水浑浊，说明生成的气体是二氧化碳，从而可知该镁样品含有杂质为焦炭，化学式为C；
【含量测试】9g样品中生成氢气的质量为0.6g，设样品中金属镁的质量为x．
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24 2
x 0.6g

24

x

=

2

0.6g

x=7.2g
该镁的样品中镁的质量分数=

7.2g

9g

×100%=80%
答：该镁的样品中镁的质量分数为80%．
故答案为：【问题讨论】
（1）富集MgCl₂，得出纯净的MgCl₂；（2）MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；（3）向反应后物质中滴加无色酚酞试液，无色酚酞试液变红色，说明石灰乳过量；（4）电；化学；防止生成的镁被空气中氧气氧化；（5）2MgO+C

高温 .

2Mg+CO₂↑；（6）①⑤③②⑦④⑥；
【组成确定】
（1）氢氧化钠；（2）C；
【含量测试】
80%．