Question

海洋約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開發(fā)潛力．苦鹵是海水提取食鹽后的殘液，利用苦鹵可以制得金屬鎂等化工原料．下圖是我市某鹽場苦鹵中部分成分含量柱形圖．試計算：
（1）若使100 g該苦鹵中的MgCl₂和MgSO₄完全轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，需要20% NaOH溶液多少克？
（2）將上述沉淀完全轉(zhuǎn)化為無水MgCl₂，并在熔融狀態(tài)下進行電解，可得金屬鎂多少克？氯氣多少升（該條件下氯氣密度為3.0 g/L）？

Answer 1

分析：（1）由柱狀圖可以知道100g苦鹵中氯化鎂和硫酸鎂的質(zhì)量；
由氯化鎂和硫酸鎂的質(zhì)量根據(jù)與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計算出分別需要氫氧化鈉的質(zhì)量和需要氫氧化鈉的總質(zhì)量及分別生成氫氧化鎂的質(zhì)量和生成氫氧化鎂的總質(zhì)量；
由氫氧化鈉的總質(zhì)量根據(jù)氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以計算出所需氫氧化鈉溶液的質(zhì)量．
（2）由氫氧化鎂的質(zhì)量根據(jù)與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可以得到氯化鎂的質(zhì)量，進而得到金屬鎂的質(zhì)量，結(jié)合氯氣的密度可以得到氯氣的體積．

解答：解：（1）根據(jù)柱狀圖可知100g苦鹵中氯化鎂的質(zhì)量為
142.5g×

100g

1000g

=14.25g
設(shè)將氯化鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂需要氫氧化鈉的質(zhì)量為x，生成氫氧化鎂的質(zhì)量為y．
MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl
95      80    58
14.25g  x     y

95

14.25g

=

80

x

=

58

y

，x=12g，y=8.7g
根據(jù)柱狀圖可知100g苦鹵中硫酸鎂的質(zhì)量為
60g×

100g

1000g

=6g
設(shè)將硫酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂需要氫氧化鈉的質(zhì)量為z，生成氫氧化鎂的質(zhì)量為w．
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
120     80    58
6g      z     w

120

6g

=

80

z

=

58

w

，z=4g，w=2.9g
共需要氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為
（12g+4g）÷20%=80g
（2）共生成氫氧化鎂沉淀的質(zhì)量為
8.7g+2.9g=11.6g
設(shè)生成金屬鎂的質(zhì)量為m，生成氯氣的質(zhì)量為n．
由Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O、MgCl₂

通電  .

Mg+Cl₂↑得
Mg（OH）₂→MgCl₂→Mg+Cl₂↑
58              24  71
11.6g           m   n

58

11.6g

=

24

m

=

71

n

，m=4.8g，n=14.2g
氯氣的體積為
14.2g÷3.0g/L≈4.7L
答：（1）需要20%的氫氧化鈉溶液80g．
（2）可得金屬鎂4.8g，氯氣4.7L．

點評：本題主要考查有關(guān)化學(xué)方程式的計算，難度較大．