Question

海水中含有豐富的化學元素，如圖是某化工廠利用海水生產鎂的流程簡圖，請回答：
（1）實驗室中蒸發濃縮液體需要的儀器有玻璃棒、酒精燈、三角架和

 

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（2）反應③需加入的試劑為

 

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（3）反應④中能量主要的轉化形式為

 

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（4）步驟②在母液中加入B完全反應后，還需進行的操作是

 

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（5）若該化工廠由MgCl₂生產金屬鎂的產率是75%，則生產800kg金屬鎂至少需要MgCl₂的質量為

 

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Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：化學實驗基本操作

分析：根據反應流程可知，貝殼煅燒得到A，則A為CaO，CaO與水反應生成B氫氧化鈣，氫氧化鈣與海水蒸發后的母液中的鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂沉淀與③鹽酸反應生成氯化鎂溶液，氯化鎂溶液通過濃縮干燥可以得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂可以獲得金屬鎂和氯氣，
（1）實驗室中蒸發濃縮液體需要使用蒸發操作完成，根據蒸發操作分析所需儀器；
（2）根據分析可知，沉淀為氫氧化鎂，需要轉化成氯化鎂，據此判斷反應③需加入的試劑；
（3）反應④為電解熔融氯化鎂，根據電解池的能量轉化形式來回答；
（4）根據實現固液分離的操作方法進行解答；
（5）設需要氯化鎂的質量為x，則轉化成金屬鎂的氯化鎂的質量為75%x，根據質量守恒定律計算生產800kg金屬鎂至少需要MgCl₂的質量．

解答： 解：貝殼煅燒得到A，則A為CaO，CaO與水反應生成B氫氧化鈣，氫氧化鈣與海水蒸發后的母液中的鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂沉淀與③鹽酸反應生成氯化鎂溶液，氯化鎂溶液通過濃縮干燥可以得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂可以獲得金屬鎂和氯氣，
（1）蒸發操作的實驗儀器有：玻璃棒、酒精燈、三角架和蒸發皿等，故答案為：蒸發皿；
（2）反應③為氫氧化鎂轉化成氯化鎂，可以加入鹽酸將氫氧化鎂溶解，沉淀氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和水，故答案為：鹽酸；
（3）反應④為電解熔融氯化鎂，電解池是將電能轉化為化學能的裝置，故答案為：電能轉化為化學能；
（4）實現固液分離的方法是過濾，海水中加入氫氧化鈣后，可以將鎂離子沉淀下來，過濾可以將母液和沉淀分離，故答案為：過濾；
（5）設需要氯化鎂的質量為x，則被電解生成鎂的氯化鎂的質量為75%x，
根據鎂元素質量守恒可得：75%x×

24

71+24

=800kg，
解得：x=4222.2kJ，
即：生產800kg金屬鎂至少需要MgCl₂的質量為：4222.2kg，
故答案為：4222.2kg．

點評：本題考查化學實驗基本操作方法及綜合應用，題目難度中等，側重考查海水資源的綜合應用知識，正確理解題干信息明確生成流程為解答關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．