Question

【題目】鎂是21世紀最具應用前景的輕金屬，工業制鎂常用硅熱還原法和電解法。

(―)硅熱還原法

以白石石(主要成分為CaCO3 MgCO3)為原料制備金屬鎂的工藝流程如下圖所示：

(1)寫出回轉窯中煅燒CaCO3·MgCO3的化學方程式_________________。

(2)在混合器中，將煅燒得到的固體與還原制鎂的催化劑螢石粉混合均勻，螢石粉碎的目的是_____________。

(3)向冷卻后的少量燒渣中加入鹽酸，觀察到有氣體產生，寫出真空高溫還原爐中生成鎂蒸氣的化學方程式_______________，還原爐抽成真空的目的是_______________。

(二)以MgCl2·6H2O為原料制備金屬鎂的工藝流程如下圖所示：

MgCl2·6H2OMgCl2Mg+Cl2

由MgCl·6H2O制取MgCl2的部分裝置(鐵架臺、酒精燈已略)如下圖所示：

(4).循環物質甲的名稱是_______________。制取無水。制取無水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進行，原因是_______________；也可以加熱亞硫酰氯(SOCl2)與MgCl2·6H2O的混合物制取無水氯化鎂，該反應的化學方程式為_________________。

(5)裝置b中填充的物質可能是________________。

(6)硅熱還原法和電解法的共同缺點是_______________。

Answer 1

【答案】 CaCO3MgCO3 CaO+MgO+2CO2↑ 增大接觸面積，提高催化效率(或提高反應速率) 2MgO+SiSiO2+2Mg↑ 防止生成的鎂被氧化 鹽酸 防止 MgCl2 水解 MgCl26 H2O+6SOCl2 MgCl2+12HCl↑+6SO2↑ 無水氯化鈣(或硅膠或五氧化二磷) 能耗高

【解析】(1)回轉窯中煅燒CaCO3·MgCO3的化學方程式為 CaCO3MgCO3CaO+MgO+2CO2↑。(2)螢石粉碎的目的是增大反應物接觸面積，提高催化效率(或提高反應速率)。(3)向冷卻后的少量燒渣中加入鹽酸，觀察到有氣體產生，這說明鐵沒有參與還原氧化鎂的反應，在高溫下硅與氧化鎂反應生成鎂和二氧化硅，因此真空高溫還原爐中生成鎂蒸氣的化學方程式為2MgO+SiSiO2+2Mg↑。鎂是活潑的金屬，還原爐抽成真空的目的是防止生成的鎂被氧化。(4)氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，因此制備氯化鎂晶體需要在氯化氫的氣流中進行，則循環物質甲的名稱是鹽酸。制取無水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進行，原因是防止MgCl2水解；也可以加熱亞硫酰氯(SOCl2)與MgCl2·6H2O的混合物制取無水氯化鎂，根據原子守恒可知還有SO2生成，則該反應的化學方程式為MgCl26 H2O+6SOCl2 MgCl2+12HCl↑+6SO2↑。(5)裝置b中填充的物質是干燥氯化氫，可能是無水氯化鈣(或硅膠或五氧化二磷)。(6)反應需要在高溫下進行，因此硅熱還原法和電解法的共同缺點是能耗高。