Question

【題目】2020年6月8日是第12個“世界海洋日”，海洋是巨大的資源寶庫。某課題小組模擬工業海水提鎂的流程，在實驗室制取生產鎂的原料——氯化鎂，設計方案如下：

（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格。

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

請分析與計算。

（1）海水和苦鹵都可以作為制取氯化鎂的原料，甲同學提出選擇苦鹵更好，小組同學一致同意他的觀點，理由是______。

（2）在工業生產中為了降低成本，試劑X最好選擇表格中的______。

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

（4）小組同學按上述方案進行了實驗，并制得19.0g干燥純凈的氯化鎂固體。若步驟Ⅱ中溶質質量分數為10%的稀鹽酸與氫氧化鎂恰好完全反應，且步驟III中氯化鎂沒有損失，求步驟II中消耗稀鹽酸的質量___。（寫出計算步驟）

Answer 1

【答案】海水中Mg2+的濃度很小，生產成本非常高，而苦鹵中Mg2+的濃度高，生產成本低，同時還實現了資源的綜合利用 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，甲同學提出選擇苦鹵更好，小組同學一致同意他的觀點，這是因為海水中Mg2+的濃度很小，如果直接取海水加入堿使Mg2+轉化成氫氧化鎂沉淀，將消耗大量堿，生產成本非常高，生產效率非常低，而苦鹵是海水曬鹽后剩余的溶液，由于水分的大量蒸發，苦鹵中Mg2+的濃度大大提高，使苦鹵中的Mg2+轉化成氫氧化鎂沉淀所需要的堿將大大減少，降低了生產成本，提高了生產效率，同時還實現了資源的綜合利用。故填理由是：海水中Mg2+的濃度很小，生產成本非常高，而苦鹵中Mg2+的濃度高，生產成本低，同時還實現了資源的綜合利用。

（2）在工業生產中為了降低成本，必須選擇既符合生產要求，又總價低的試劑。假設生產同樣多的氫氧化鎂比如58噸，根據四種堿與氯化鎂反應生成氫氧化鎂的關系：2NaOH～Mg(OH)2，Ca(OH)2～Mg(OH)2，Ba(OH)2～Mg(OH)2，2KOH～Mg(OH)2，計算可知，需要：氫氧化鈉80噸，總價192000元；氫氧化鈣74噸，總價62900元；氫氧化鋇171噸，總價906300元；氫氧化鉀112噸，總價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，要經歷步驟I和步驟II兩步轉化，步驟I是加入足量的氫氧化鈣，將苦鹵中的Mg2+轉化為氫氧化鎂沉淀（此時其他離子不能生成沉淀），經過過濾、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生成氯化鎂。通過步驟I和步驟II兩步轉化，除去了苦鹵中原來跟Mg2+混雜在一起的其他離子，得到純凈的氯化鎂溶液。因此經歷步驟I和步驟II兩步轉化的主要目的是：得到純凈的氯化鎂溶液。

（4）解：設步驟II中消耗稀鹽酸的質量為x

解得x=146.0g

答：步驟II中消耗稀鹽酸的質量為146.0g。