(2007?南通)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)?

【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(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)量分數(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×=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
==,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×=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
==,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、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(guān)化學方程式的計算,難度較大.
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