Question

7．海水蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)資源，目前世界60%的鎂是從海水中提取的．其主要流程如圖所示．某校興趣小組同學(xué)對(duì)從海水中提取金屬鎂的過(guò)程進(jìn)行了有關(guān)探究．

（1）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作a分離后的溶液（海水）中含有CaCl₂等雜質(zhì)，可向其中加入過(guò)量的Na₂CO₃（填化學(xué)式，后同）、適量的HCl，蒸發(fā)結(jié)晶，以除去CaCl₂制得較為純凈的NaCl晶體．
（2）興趣小組同學(xué)取一定量的海水樣品，分別加入NaOH溶液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3
海水樣品質(zhì)量/g	100	100	100
加入NaOH溶液質(zhì)量/g	10	15	20
生成沉淀物的質(zhì)量/g	0.22	0.29	0.29

觀察與分析上述數(shù)據(jù)，并計(jì)算
①海水樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.001%）
②若從1t這種海水中可提取多少千克金屬鎂？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過(guò)濾的操作過(guò)程和使用的儀器回答前一空；根據(jù)碳酸鈉、氯化鈣、鹽酸的化學(xué)性質(zhì)回答后一空，除去氯化鈣一般用沉淀法，常用碳酸鈉，為除雜徹底，碳酸鈉要過(guò)量，過(guò)量的碳酸鈉又可用稀鹽酸除去．
（2）①根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析哪組實(shí)驗(yàn)中海水中的氯化鎂完全反應(yīng)，100克海水中當(dāng)加入15克氫氧化鈉溶液時(shí)生成沉淀的質(zhì)量不再增加，說(shuō)明海水中的氯化鎂完全反應(yīng)最多生成氫氧化鎂沉淀0.29克，然后按該組數(shù)據(jù)和反應(yīng)方程式計(jì)算海水中氯化鎂的質(zhì)量；
②根據(jù)氯化鎂或氫氧化鎂中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算．

解答 解：（1）過(guò)濾的操作過(guò)程中使用的儀器有鐵架臺(tái)、燒杯、漏斗、玻璃棒，后三種都是玻璃儀器；由于碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，故可在海水中先加入過(guò)量的碳酸鈉溶液，使氯化鈣完全轉(zhuǎn)化為氯化鈉，然后過(guò)濾除去碳酸鈣，最后根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和、水、二氧化碳，再用適量的鹽酸再除去過(guò)量的碳酸鈉．
（2）①設(shè)100g海水中含有MgCl₂ 的質(zhì)量為x
MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl 
95             58
x             0.29g
$\frac{95}{x}=\frac{58}{0.29g}$
x=0.475 g  
①海水樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.475g}{100g}×$100%=0.475%
 ②1000 kg×0.475%×$\frac{24}{95}$=1.2kg=1200g  
故答案為：
（1）Na₂CO₃；HCl；
（2）①海水樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.475%；②從1t這種海水中可提取1.2kg金屬鎂．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增加了學(xué)生分析問(wèn)題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力，另外化學(xué)方程式的計(jì)算要注意格式和步驟．