从海水中提取镁是世界各国获得镁的主要来源,以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积,根据你所学的知识回答下列几个问题:
物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 |
溶度积 | 2.8×10–9 | 6.8×10–6 | 5.5×10–6 | 1.8×10–11 |
(1)在从海水中提取镁时,往往用到贝壳(主要成份是碳酸钙),你认为 (填“能”或“不能”)将贝壳研磨成粉末直接投入海水中,理由是 ;如果不能直接投入,应将贝壳作何处理,试写出化学方程式 。
(2)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,但实验室无石灰,他打算用烧碱代替,你认为 (填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)2。在加试剂时,误将纯碱溶液加入海水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他 (填“能”或“不能”)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,理由是 (用离子方程式表示)。
(3)已知海水中镁离子浓度为1.8×10–3mol·L–1,则要使镁离子产生沉淀,溶液的PH最低应为 。
(1)不能(1分); 贝壳研磨成粉末仍是CaCO3,CaCO3的溶解度比MgCO3的溶解度小,所以将其直接投入海水中不能产生MgCO3(2分); CaCO3CaO + CO2↑(2分); (2)可以(1分);
能(1分); CO32– + Mg2+ = MgCO3、MgCO3 + 2OH– = Mg(OH)2 + CO32–(4分) (3)10(2分)
题目分析:(1)贝壳研磨成粉末仍是CaCO3,CaCO3的溶度积比MgCO3的溶度积小,所以将其直接投入海水中不能产生MgCO3;应将贝壳煅烧成CaO,CaO投入海水中生成的Ca(OH)2使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。(2)NaOH电离出的OH–可与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀。Mg(OH)2的溶度积MgCO3的溶度积,可以通过与烧碱反应把MgCO3沉淀转化为Mg(OH)2沉淀:MgCO3 + 2OH– = Mg(OH)2 + CO32–。(3)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH–)=1.8×10–3·c2(OH–)=1.8×10–11,可求得c(OH–)=1×10–4,故pH=10。