假如你是一位企业家,在众多开发海水资源的项目中,选择了海水提镁,在前期考察过程中你将遇到许多问题,请根据背景材料的提示,按要求完成相关问题:
背景材料1:下面所示为海水中各元素含量情况(mg/L)
元素 |
浓度(mg/L) |
元素 |
浓度(mg/L) |
钠 |
10 770 |
氯 |
19 350 |
镁 |
1 290 |
硫 |
885 |
钾 |
380 |
溴 |
67 |
钙 |
400 |
碘 |
0.06 |
背景材料2:部分化学试剂的市场价格
试剂 |
氢氧化钾 |
氢氧化钠 |
氢氧化钙 |
氧化钙 |
价格(元/吨) |
5 238.00 |
2 300.00 |
1 200.00 |
700.00 |
请完成下列问题:
(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离,有以下三个方案:
方案一:直接往海水中加入沉淀剂;
方案二:加热蒸发海水再加入沉淀剂;
方案三:在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。
你认为方案________最合理。
不选方案________的理由是________________________________________________
不选方案________的理由是_______________________________________________
(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用,沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为________。
(3)为了节省成本,考虑以海边上的贝壳为原料,试简述其理由__________________________
(1)三 一 海水中镁离子浓度太低,要沉淀必须加入大量的沉淀剂,浪费原料 二 要加热海水需耗费很多的能源 (2)CaO 230∶49 (3)贝壳中含碳酸钙,加热分解生成的氧化钙可用沉淀剂,节省了成本
【解析】(1)从海水中提取镁首先要对海水进行浓缩,然后加入沉淀剂,显然方案一浪费原料,方案二浪费能量,最合理的是方案三。
(2)根据市场价格,CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀a mol镁离子,需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为:2a×40×2 300∶(a×56×700)=230∶49。
(3)贝壳的主要成分为碳酸钙,可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙,作为镁离子的沉淀剂,降低成本。
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
试剂 | 氢氧化钾 | 氢氧化钠 | 氢氧化钙 | 氧化钙 |
价格(元/吨) | 5238.0 | 2300.00 | 1200.00 | 700.00 |
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