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109國中會考自然科第44

 

題目

鎂離子為海水中含量第二多的金屬離子,從海水中提取鎂離子為工業上製造鎂的方法之一。其步驟如下:

步驟一:在濃縮的海水中加入氫氧化鈉,會產生氫氧化鎂而沉澱析出。

Mg2+ + 2 NaOH → 2 Na+ + Mg(OH)2

步驟二:之後再加入鹽酸,經處理後可得到固態的氯化鎂。

Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O

步驟三:電解熔融狀態的氯化鎂即可得到鎂。

                      J109-44.jpg 

依據上述方法,在某次製鎂的反應後,共產生鎂 960 公克,則該次製鎂反應中,理論上會消耗重量百分濃度為 80% 的鹽酸共多少公克?(鎂的原子量為 24氯化氫的分子量為 36.5)
(A) 1825                    
(B) 2400                    
(C) 2920                     
(D) 3650

 

答案

D

 

解析

本題主要是問化學反應式莫耳數比與質量比以及重量百分濃度

的觀念。

質量= mole ×原子量分子量

MgCl2分子量 = 24+2×(35.5)=95

Mg原子量= 24

產生Mg= 960公克

設MgCl2= x公克

       MgCl2 → Mg + Cl2

係數比(莫耳數比):  1   :  1 

     質量比:  1×951×24

        95  :  24

                    x   :  960

  95/x = 24/960

x =3800  (MgCl2= 3800公克)

 

HCl分子量=36.5

設HCl= y公克

 

Mg(OH)2 + 2 HCl→MgCl2 + 2 H2O

係數比(莫耳數比):     2   :  1

     質量比:      2×36.5  : 1×95

          73    :  95

                        y   :  3800

       73/y = 95/3800

       y =2920  (HCl= 2920公克)

重量百分濃度為80%鹽酸

80/100 =2920/溶液重

溶液重=3650公克

所以答案選D。

附註一般室溫的鹽酸濃度不會超過38/%,但因題幹已說明為重量百分濃度為 80% 的鹽酸,那就照題幹所提之數字計算即可。

 

解題技巧

本題中的關鍵詞產生鎂960公克」,由此MgCl2 → Mg + Cl2化學反應式找出MgCl2 與Mg質量比95: 24,Mg=960公克,MgCl2= 3800公克,再由Mg(OH)2 + 2 HCl→MgCl2 + 2 H2O化學反應式找出HCl與MgCl2質量比73: 95,MgCl2= 3800公克,HCl= 2920公克,再重量百分濃度為80%鹽酸:80/100 =2920/溶液重,溶液重=3650公克。

 

知識節點

莫耳數

平衡化學反應式

重量百分濃度

 

原理

一、莫耳數(mole):一種用來表示微小粒子個數的單位。

107-52-s2.jpg

 

 

、平衡化學反應式的方法 

1.先將化學反應式列出。
2.將反應物(左邊)任一個係數先設為1。
3.利用原子不滅定律,讓左右原子數相等
4.將剩下的原子也是利用原子不滅定律,將之平衡(此為初步的平衡,所以是分數也沒關係)。

5.將係數同乘一個數字,使之全部係數皆為正整數

 

說明:

 

 
 
二、平衡係數定義
舉例:  氫氣+ 氧氣 → 水
2H  O2  →  2H2O
係數比  2         1      2
質量比 2×2 1×32 2×18
       1  :       8      9
 說明:
 1.係數比表示莫耳數比  2:1:2。
 2.係數比表示分子數比  2:1:2。
 3.係數比表示體積比    2:1:2 (氣體才成立)。
 

三、重量百分濃度

1.每100公克溶液中,所含溶質公克數,以P%來表示。

2.每單位質量溶液內,所含溶質百分比,稱為重量百分濃度

3.溶液中,溶質質量溶液質量比值(以百分比表示)。

重量百分濃度.jpg

4.稀釋:稀釋前後溶質的質量不變

稀釋後溶液濃度 × 稀釋後溶液質量 = 稀釋前溶液濃度 × 稀釋前溶液質量

混合液濃度.jpg

 
 4.係數比 ≠ 質量比。
 
 
 
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