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二价镁盐制备碳酸镁

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-12
怎样由碳酸镁制取镁单质?

高中化学毕业后都还给老师了,找到一个比较具体,希望能帮助你:
海水中镁的含量是1.29g/L,仅次于氯和钠,总蕴藏量估计有2×1015t。

在陆地上,镁的矿物主要是菱镁矿(主要成分是MgCO3)。煅烧菱镁矿可以得到氧化镁,再加工成镁。用这种方法制得的氧化镁,纯度不高,还要消耗大量的能源,并且污染环境。如果能从海水中提取镁,不仅可以得到高纯度的镁,而且能耗低、没有污染。所以海水提镁在本世纪40年代开创以来,发展极快。目前世界上生产的镁已有60%取自海水中。

那么,镁是怎样的一种金属呢?怎样从海水中提取镁?从海水中提镁的化学原理和方法对我们有什么启示呢?


镁和海水提镁


镁和镁的化合物 镁是现有最轻的结构金属。它在制取高强度的轻合金中有重要的地位。例如,一种含镁80%(还含有铝、铜、锡、锰、钛等元素)的合金,密度只有1.8g/cm3,不足钢铁的1/4,却有钢铁的强度,是制造汽车、飞机、火箭的重要材料。



镁原子容易失去最外层的两个电子,变成镁离子(Mg2+)。因此,镁的还原性较强,可以用作冶炼一些金属的还原剂。例如,四氯化钛就是用镁来还原成钛的。镁在空气里点燃,放出大量的热,产生耀眼的白光。利用这个性质,镁可以用来制造照明弹等。

氧化镁是白色粉末,味苦,俗称苦土。土壤里含有少量氧化镁,因此它有苦味。氧化镁是离子化合物,熔点高达2800℃,在高温下仍十分稳定,因此是优良的耐火材料。上海宝山钢铁厂所用的耐火材料,要求氧化镁的纯度在98%以上。氧化镁在制造水泥、纸浆、医药、精炼石油和橡胶工业中也有许多用途。

镁盐的种类很多,有的很有实用价值。例如,运动员用来擦手的白色粉末,就是有很强吸湿能力的碳酸镁。硫酸镁是泻盐,可以医治便秘和驱除蛔虫。

海水提镁 海水是含有多种离子的混合溶液,其中阳离子有钠离子、钾离子和镁离子等。海水提镁,就是要把镁离子跟其他阳离子分离开来。利用离子反应生成难溶物质,可以使某些离子从溶液中析出。那么,能不能向海水中加入一种离子,使镁离子变成沉淀析出,而其他的阳离子仍留在海水中呢?

【实验3-1】氯化镁、氯化钠跟碱溶液的反应

在两支试管里分别加入3mL氯化镁溶液和氯化钠溶液。再分别加入1mL氢氧化钠溶液,观察发生的现象。用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液,重复做上述实验。

由实验知道,在氯化钠溶液中加入氢氧化钠溶液或石灰水,都不发生明显的变化。而在氯化镁溶液中加入氢氧化钠溶液或石灰水,都生成白色沉淀,这种沉淀是氢氧化镁。反应的化学方程式是

MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl

MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2

氯化钠和氯化镁都是电解质,它们的溶液中分别有钠离子和镁离子,这跟在海水中存在的形式一样。因此,向海水中加入碱溶液,镁离子也能转变成氢氧化镁,从而跟其他阳离子分离。海水提镁用的碱是廉价的石灰乳,它是利用海滩大量沉积的贝壳资源(主要成分是CaCO3),经煅烧成生石灰再溶于水制成的。

用海水提镁时,先把海水抽入特大的池中,倒入石灰乳,便生成氢氧化镁的悬浊液。待沉淀沉降后取出沉淀,经洗涤后得到纯度很高的氢氧化镁。它没有多大用途,必须使它变成有用的氧化镁和金属镁。

氢氧化镁不稳定,受热后分解成氧化镁和水。

Mg(OH)2MgO+H2O

要使+2价的镁离子得到电子而还原成单质镁,是比较困难的。如果用类似炼铁的方法冶炼镁,需要很高的温度。例如在2000℃下用焦炭还原氧化镁,才能制得单质镁。这样得到的镁常含有较多的杂质。

MgO+CMg+CO↑

因此,工业上常用电解法使镁离子在阴极得到电子,还原成单质镁。用电解的方法冶炼镁,先要获得含有镁离子的熔融液。在镁的化合物中,典型的离子化合物有氧化镁和氯化镁。氧化镁的熔点太高(2800℃),而氯化镁的熔点要低得多(714℃)。所以人们选择氯化镁作为电解制取镁的原料。

用盐酸溶解氢氧化镁(或氧化镁),再使溶液浓缩,就得到氯化镁。

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O




图3-2是电解熔融氯化镁的示意图。在熔融的氯化镁中有能自由移动的镁离子。通入直流电后,氯离子向阳极移动,在阳极上失去电子,氧化成氯原子,两个氯原子结合成1个氯分子;镁离子向阴极移动,在阴极上得到电子,还原成单质镁。两个电极上发生的反应是

阳极:2Cl--2e=Cl2↑

阴极:Mg2++2e=Mg

总的电解反应方程式可以表示如下:

MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

为了防止生成的镁在高温下被空气中的氧气氧化,电解时需要在特殊的真空环境下进行。

编辑词条碳酸镁
碳酸镁
英文名 Magnesium carbonate
化学式 MgCO3
性质 白色单斜结晶或无定形粉末。无毒、无味,在空气中稳定。相对密度2.16。微溶于水,水溶液呈弱碱性,在水中的溶解度为0.02%(15℃)。易溶于酸和铵盐溶液。遇稀酸即分解放出二氧化碳。一般情况下微溶于水.
用途 用于制造镁盐, 氧化镁,防火涂料,油墨,陶器,玻璃,牙膏,橡胶填料等及运动员比赛擦手用。
物化性质(Physical Properties)
2、可溶性盐:≤1.0%;3、氧化钙:≤0.6%;4、酸不溶物:≤0.05(HCl) %;5、重金属(Pb):≤0.003%;6、铁(Fe) :≤0.02%;7、砷(As):≤0.0002%;8、含量(以mgo计):≤40.0-43.5%;9、氯化物:≤0.0035%;10、硫酸盐:≤0.5%

药品:用可溶性二价镁盐,如:MgCl2,Mg(NO3)2,MgSO4等溶液,与可溶性碳酸盐反应,如K2CO3,Na2CO3,(NH4)2CO3等盐溶液。
原理:复分解反应,生成难溶物。
离子方程式: Mg2++CO32-=MgCO3(沉淀)

可以加一些可溶性的碳酸盐,如碳酸钾、碳酸钠,碳酸铵等。


15943063878谁能告诉我怎么制作碳酸镁。急急急
鬱复矿答:是用来做什么,需要什么状态的碳酸镁,如果只是需要溶液状态的加入可溶性的碳酸盐和镁盐即可,要是需要固体,则可用共沉淀的方法制备,如果不行可以尝试固相法反应,如可以试试将碳酸铵和氢氧化镁混合后高温煅烧。

15943063878制取碳酸镁时,为什么用碳酸氢根与镁离子反应,而不用镁离子与碳酸根反应...
鬱复矿答:首先要知道镁盐在水中最稳定的是氢氧化镁 碳酸氢根与镁反应后生成碳酸氢镁,但是其不稳定,会 第一步水解为碳酸镁、水及二氧化碳 第二步碳酸镁又会水解为氢氧化镁与二氧化碳 用碳酸氢根与镁反应,第一步水解就生成了二氧化碳,会抑制第二步的水解 但是如果直接生成碳酸镁,就有很大一部分会水解成氢氧化镁...

15943063878碳酸镁的化学式是什么?
鬱复矿答:1、由菱镁矿(MgCO3)与焦炭混合后焙烧得氧化镁。加水成泥状后,将CO2通入得碳酸氢镁,过滤后,加热滤液得碱式碳酸盐沉淀。2、用小火加热白云石(MgCO3·CaCO3),仅使碳酸镁分解后粉碎,在0.508~0.609MPa下使之与水和二氧化碳作用,则氧化镁变为碳酸氢镁而溶解,此时剩下碳酸钙,经过滤、加热而得。

15943063878举重时运动员为什么搓白粉
鬱复矿答:加热至700℃放出二氧化碳,生成氧化镁。几乎不溶于水,但在水中引起轻微的碱性反应。不溶于乙醇,可被稀酸溶解并发泡。碳酸镁的制备:碳酸镁可通过菱镁矿(MgCO3)或白云石(MgCO3·CaCO3)提纯得到,提纯方法相对复杂。碳酸镁的其他用途:1、用于制造镁盐、氧化镁、防火涂料、油墨、玻璃、牙膏、橡胶填料等...

15943063878奥运运动员手上擦得白色粉末是什么
鬱复矿答:碳酸镁的制备:碳酸镁可通过菱镁矿(MgCO3)或白云石(MgCO3·CaCO3)提纯得到,提纯方法相对复杂。碳酸镁的其他用途:1. 用于制造镁盐、氧化镁、防火涂料、油墨、玻璃、牙膏、橡胶填料等,食品中用作面粉改良剂、面包膨松剂等。2. 中和胃酸药,用于胃及十二指肠溃疡。3. 碱性剂、干燥剂、护色剂、抗结剂...

15943063878在操作过程中为什么碱式碳酸镁易结块?
鬱复矿答:碱式碳酸镁的用途:用作橡胶制品的优良填充剂和补强剂。可用作绝热、耐高温的防火保温材料。石棉轻质碳酸镁是优良的绝缘材料,用于造船和锅炉制造等部门。也可用于制造高级玻璃制品、颜料、油漆和日用化学品等。在医药上用作解酸剂。还可作干燥剂、护色剂、载体、抗结块剂。用于镁盐制备,制药工业及...

15943063878镁如何变成碳酸镁
鬱复矿答:第一步,用盐酸溶解金属镁:Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2 ↑ 第二步,加入碳酸钠溶液:MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3↓ + 2 NaCl

15943063878碳酸镁的用途
鬱复矿答:1、医药中间体、解酸剂、干燥剂、护色剂、载体、抗结快剂;2、在食品中作添加剂、镁元素补偿剂;3、在精细化工上用于生产化学试剂;4、在橡胶中作补强剂、填充剂;5、可作绝热、耐高温的防火保温材料;6、电线电缆制造过程中重要的化学原料。7、制作镁盐、颜料、油漆、日用化妆品、造船、锅炉制造...

15943063878碳酸镁化学式是什么?
鬱复矿答:MgCO3。碳酸镁分子量84.31,相对密度3.037。白色颗粒性粉末。在350℃时分解,在900℃时失去二氧化碳。微溶于冷水,缓慢溶于酸中。其三水合物为无色针状晶体,熔点165℃,相对密度1.850。其五水合物为白色单斜系晶体,相对密度1.73,在空气中加热分解。可由镁盐水溶液中一边通入二氧化碳,一边加入...

15943063878粗盐提加碳酸钠为什么不生成碳酸镁沉淀
鬱复矿答:粗盐提加碳酸钠不生成碳酸镁沉淀原因是碳酸镁的质量太小,仍能溶解在水里。根据查询相关公开信息显示,在粗盐中,MgCl2的含量绝对不高,它是杂质,就算加入过量的Na2CO3,镁离子和碳酸根离子仍能共存,不产生沉淀。可以理解为MgCO3的质量太小,仍能溶解在水里。


(编辑:晏薇歪)
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