Question

【題目】工業(yè)上可以采用熱還原法制備金屬鎂（鎂沸點為1107℃，熔點是648.8℃）。
（1）將堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式爐中先升溫至500℃保持一段時間，然后升溫至1450℃反應(yīng)制得鎂。
①用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進行，其原因是。
②焦炭與堿式碳酸鎂的物質(zhì)的量的比值不同對鎂的還原率有較大影響，結(jié)果如圖。當(dāng)比值大于15∶1時，還原率下降的原因可能是。
③堿式碳酸鎂分解如圖所示，寫出在1450℃反應(yīng)制得鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式。

（2）工業(yè)上可以采用MgCl2溶液和Na2CO3溶液混合制備堿式碳酸鎂，寫出反應(yīng)離子方程式。反應(yīng)采用68℃，溫度不宜高于68℃的原因是。
（3）工業(yè)采用電解MgCl2溶液產(chǎn)生Mg(OH)2 ， 如圖。然后用Mg(OH)2懸濁液吸收煙氣中的二氧化碳，減少二氧化碳的排放同時產(chǎn)生堿式碳酸鎂。該電池的陰極電極反應(yīng)式為。電解時還得到副產(chǎn)物為。

Answer 1

【答案】
（1）在空氣中鎂被氧氣氧化；過量的焦炭能吸附鎂蒸氣，收集到的鎂量減少；MgO+C = Mg+CO
（2）5Mg2++5CO32-+ H2O = 4MgCO3·Mg(OH)2↓+ CO2↑；堿式碳酸鎂受熱分解或水解為氫氧化鎂
（3）Mg2++ 2H2O +2e- = Mg(OH)2↓+H2↑；HCl
【解析】解：（1）①金屬鎂性質(zhì)活潑，在空氣中能與氧氣和氛氣等反應(yīng)，所以要排除空氣反應(yīng)，②當(dāng)比值大于15 ：1時就是焦炭過量，焦炭具有較大的表面積具有吸附作用，能吸附鎂蒸氣導(dǎo)致鎂的產(chǎn)率降低;③根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定分解的最終產(chǎn)物為氧化鎂(5×40/484=0.41)，因為焦炭過量，所以產(chǎn)物為鎂和CO;（2）該反應(yīng)為鎂離子部分水解得到的產(chǎn)物: 5Mg2++5CO32-+ H2O = 4MgCO3·Mg(OH)2↓+ CO2↑;堿式碳酸鎂受熱分解為氧化鎂或水解為氫氧化鎂進一步分解為氧化鎂;(3)電解時陰極陽離子放電，應(yīng)為氫離子放電產(chǎn)生氫氣，溶液中生成的氫氧根離子與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，陽極上氫氣放電產(chǎn)生氫離子，氯離子通過陰離子交換膜進入陽極區(qū)，得到鹽酸副產(chǎn)品。