假如你是一位企業(yè)家,在眾多開(kāi)發(fā)海水資源的項(xiàng)目中,選擇了海水提鎂,在前期考察過(guò)程中你將遇到許多問(wèn)題,請(qǐng)根據(jù)背景材料的提示,按要求完成相關(guān)問(wèn)題:
背景材料1:下面所示為海水中各元素含量情況(mg/L)
元素 |
濃度(mg/L) |
元素 |
濃度(mg/L) |
鈉 |
10 770 |
氯 |
19 350 |
鎂 |
1 290 |
硫 |
885 |
鉀 |
380 |
溴 |
67 |
鈣 |
400 |
碘 |
0.06 |
背景材料2:部分化學(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格
試劑 |
氫氧化鉀 |
氫氧化鈉 |
氫氧化鈣 |
氧化鈣 |
價(jià)格(元/噸) |
5 238.00 |
2 300.00 |
1 200.00 |
700.00 |
請(qǐng)完成下列問(wèn)題:
(1)在海水提鎂的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集、分離,有以下三個(gè)方案:
方案一:直接往海水中加入沉淀劑;
方案二:加熱蒸發(fā)海水再加入沉淀劑;
方案三:在曬鹽后的鹵水中加入沉淀劑。
你認(rèn)為方案________最合理。
不選方案________的理由是________________________________________________
不選方案________的理由是_______________________________________________
(2)應(yīng)該選擇________試劑作為鎂離子的沉淀劑。不考慮其他費(fèi)用,沉淀相同量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)格比為_(kāi)_______。
(3)為了節(jié)省成本,考慮以海邊上的貝殼為原料,試簡(jiǎn)述其理由__________________________
(1)三 一 海水中鎂離子濃度太低,要沉淀必須加入大量的沉淀劑,浪費(fèi)原料 二 要加熱海水需耗費(fèi)很多的能源 (2)CaO 230∶49 (3)貝殼中含碳酸鈣,加熱分解生成的氧化鈣可用沉淀劑,節(jié)省了成本
【解析】(1)從海水中提取鎂首先要對(duì)海水進(jìn)行濃縮,然后加入沉淀劑,顯然方案一浪費(fèi)原料,方案二浪費(fèi)能量,最合理的是方案三。
(2)根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格,CaO作為鎂離子的沉淀劑最為經(jīng)濟(jì)。假設(shè)沉淀a mol鎂離子,需要?dú)溲趸c和氧化鈣的價(jià)格比為:2a×40×2 300∶(a×56×700)=230∶49。
(3)貝殼的主要成分為碳酸鈣,可以通過(guò)高溫煅燒貝殼的方式生產(chǎn)氧化鈣,作為鎂離子的沉淀劑,降低成本。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
試劑 | 氫氧化鉀 | 氫氧化鈉 | 氫氧化鈣 | 氧化鈣 |
價(jià)格(元/噸) | 5238.0 | 2300.00 | 1200.00 | 700.00 |
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