Question

假如你是一位企業家，在眾多開發海水資源的項目中，選擇了海水提鎂，在前期考察過程中你將遇到許多問題，請根據背景材料的提示，按要求完成相關問題：

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：部分化學試劑的市場價格

試劑	氫氧化鉀	氫氧化鈉	氫氧化鈣	氧化鈣
價格(元/噸)	5 238.00	2 300.00	1 200.00	700.00

請完成下列問題：

(1)在海水提鎂的過程中要實現對鎂離子的富集、分離，有以下三個方案：

方案一：直接往海水中加入沉淀劑；

方案二：加熱蒸發海水再加入沉淀劑；

方案三：在曬鹽后的鹵水中加入沉淀劑。

你認為方案________最合理。

不選方案________的理由是________________________________________________

不選方案________的理由是_______________________________________________

(2)應該選擇________試劑作為鎂離子的沉淀劑。不考慮其他費用，沉淀相同量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價格比為________。

(3)為了節省成本，考慮以海邊上的貝殼為原料，試簡述其理由__________________________

 

Answer 1

【答案】

(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，浪費原料　二　要加熱海水需耗費很多的能源　(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，節省了成本

【解析】(1)從海水中提取鎂首先要對海水進行濃縮，然后加入沉淀劑，顯然方案一浪費原料，方案二浪費能量，最合理的是方案三。

(2)根據市場價格，CaO作為鎂離子的沉淀劑最為經濟。假設沉淀a mol鎂離子，需要氫氧化鈉和氧化鈣的價格比為：2a×40×2 300∶(a×56×700)＝230∶49。

(3)貝殼的主要成分為碳酸鈣，可以通過高溫煅燒貝殼的方式生產氧化鈣，作為鎂離子的沉淀劑，降低成本。