Question

（2007?南通）海洋約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開發潛力．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）將上述沉淀完全轉化為無水MgCl₂，并在熔融狀態下進行電解，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

【答案】分析：（1）由柱狀圖可以知道100g苦鹵中氯化鎂和硫酸鎂的質量；
由氯化鎂和硫酸鎂的質量根據與氫氧化鈉反應的化學方程式可以計算出分別需要氫氧化鈉的質量和需要氫氧化鈉的總質量及分別生成氫氧化鎂的質量和生成氫氧化鎂的總質量；
由氫氧化鈉的總質量根據氫氧化鈉溶液的溶質質量分數可以計算出所需氫氧化鈉溶液的質量．
（2）由氫氧化鎂的質量根據與稀鹽酸反應的化學方程式可以得到氯化鎂的質量，進而得到金屬鎂的質量，結合氯氣的密度可以得到氯氣的體積．
解答：解：（1）根據柱狀圖可知100g苦鹵中氯化鎂的質量為
142.5g×=14.25g
設將氯化鎂轉化為氫氧化鎂需要氫氧化鈉的質量為x，生成氫氧化鎂的質量為y．
MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl
95      80    58
14.25g  x     y
==，x=12g，y=8.7g
根據柱狀圖可知100g苦鹵中硫酸鎂的質量為
60g×=6g
設將硫酸鎂轉化為氫氧化鎂需要氫氧化鈉的質量為z，生成氫氧化鎂的質量為w．
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
120     80    58
6g      z     w
==，z=4g，w=2.9g
共需要氫氧化鈉溶液的質量為
（12g+4g）÷20%=80g
（2）共生成氫氧化鎂沉淀的質量為
8.7g+2.9g=11.6g
設生成金屬鎂的質量為m，生成氯氣的質量為n．
由Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O、MgCl₂Mg+Cl₂↑得
Mg（OH）₂→MgCl₂→Mg+Cl₂↑
58              24  71
11.6g           m   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：本題主要考查有關化學方程式的計算，難度較大．