Question

【題目】2020年6月8日是第12個(gè)“世界海洋日”，海洋是巨大的資源寶庫(kù)。某課題小組模擬工業(yè)海水提鎂的流程，在實(shí)驗(yàn)室制取生產(chǎn)鎂的原料——氯化鎂，設(shè)計(jì)方案如下：

（信息）

（1）海水和苦鹵中都含有NaCl、Na2SO4、MgCl2、CaCl2、KCl等。

（2）苦鹵是海水曬鹽后剩余的溶液。

（3）如下表是某品牌不同堿的價(jià)格。

試劑	NaOH	Ca(OH)2	Ba(OH)2	KOH
價(jià)格（元/噸）	2400	850	5300	5500

請(qǐng)分析與計(jì)算。

（1）海水和苦鹵都可以作為制取氯化鎂的原料，甲同學(xué)提出選擇苦鹵更好，小組同學(xué)一致同意他的觀點(diǎn)，理由是______。

（2）在工業(yè)生產(chǎn)中為了降低成本，試劑X最好選擇表格中的______。

（3）該方案制取氯化鎂時(shí)，要經(jīng)歷步驟I和步驟II兩步轉(zhuǎn)化，其主要目的是____。

（4）小組同學(xué)按上述方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并制得19.0g干燥純凈的氯化鎂固體。若步驟Ⅱ中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀鹽酸與氫氧化鎂恰好完全反應(yīng)，且步驟III中氯化鎂沒(méi)有損失，求步驟II中消耗稀鹽酸的質(zhì)量___。（寫(xiě)出計(jì)算步驟）

Answer 1

【答案】海水中Mg2+的濃度很小，生產(chǎn)成本非常高，而苦鹵中Mg2+的濃度高，生產(chǎn)成本低，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用 Ca(OH)2 得到純凈的氯化鎂溶液 146.0g

【解析】

（1）海水和苦鹵中都含有MgCl2，都可以作為制取氯化鎂的原料，甲同學(xué)提出選擇苦鹵更好，小組同學(xué)一致同意他的觀點(diǎn)，這是因?yàn)楹Ｋ��?/span>Mg2+的濃度很小，如果直接取海水加入堿使Mg2+轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂沉淀，將消耗大量堿，生產(chǎn)成本非常高，生產(chǎn)效率非常低，而苦鹵是海水曬鹽后剩余的溶液，由于水分的大量蒸發(fā)，苦鹵中Mg2+的濃度大大提高，使苦鹵中的Mg2+轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂沉淀所需要的堿將大大減少，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。故填理由是：海水中Mg2+的濃度很小，生產(chǎn)成本非常高，而苦鹵中Mg2+的濃度高，生產(chǎn)成本低，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。

（2）在工業(yè)生產(chǎn)中為了降低成本，必須選擇既符合生產(chǎn)要求，又總價(jià)低的試劑。假設(shè)生產(chǎn)同樣多的氫氧化鎂比如58噸，根據(jù)四種堿與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂的關(guān)系：2NaOH～Mg(OH)2，Ca(OH)2～Mg(OH)2，Ba(OH)2～Mg(OH)2，2KOH～Mg(OH)2，計(jì)算可知，需要：氫氧化鈉80噸，總價(jià)192000元；氫氧化鈣74噸，總價(jià)62900元；氫氧化鋇171噸，總價(jià)906300元；氫氧化鉀112噸，總價(jià)616000元，因此試劑X最好選擇表格中的Ca(OH)2。

（3）該方案制取氯化鎂時(shí)，要經(jīng)歷步驟I和步驟II兩步轉(zhuǎn)化，步驟I是加入足量的氫氧化鈣，將苦鹵中的Mg2+轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀（此時(shí)其他離子不能生成沉淀），經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌得到純凈的氫氧化鎂固體；步驟II向氫氧化鎂中加入適量10%的稀鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸完全反應(yīng)生成氯化鎂。通過(guò)步驟I和步驟II兩步轉(zhuǎn)化，除去了苦鹵中原來(lái)跟Mg2+混雜在一起的其他離子，得到純凈的氯化鎂溶液。因此經(jīng)歷步驟I和步驟II兩步轉(zhuǎn)化的主要目的是：得到純凈的氯化鎂溶液。

（4）解：設(shè)步驟II中消耗稀鹽酸的質(zhì)量為x

解得x=146.0g

答：步驟II中消耗稀鹽酸的質(zhì)量為146.0g。