Trong công nghiệp, kim loại magnesium (Mg) được sản xuất từ quảng carnalite (có thành phần chính là KCl.MgCl${}_2$.6H${}_2$O) bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Trước khi điện phân, carnalite được nung nóng để loại bỏ nước. Khi điện phân, KCl có vai trò hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp, giúp giảm chi phí sản xuất. Sơ đồ thiết bị quá trình điện phân được mô tả như hình bên:

(AI giải đề cho tôi)
Câu 2 Phần II (điện phân nóng chảy carnalite để sản xuất Mg):
a) Đúng. Tại cathode (điện cực âm) xảy ra quá trình khử: Mg${}^{2+}$ + 2e${}^{-}$ → Mg.
b) Sai. Khí trơ không phải là nitrogen vì ở nhiệt độ cao của quá trình điện phân, Mg nóng chảy phản ứng được với nitrogen (tạo Mg${}_3$N${}_2$); thực tế người ta dùng khí trơ như argon.
c) Đúng. Theo sơ đồ thiết bị, Mg nóng chảy nổi lên trên bề mặt hỗn hợp MgCl${}_2$ – KCl nóng chảy, chứng tỏ khối lượng riêng của Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp muối nóng chảy.
d) Đúng. Khối lượng mol của KCl.MgCl${}_2$.6H${}_2$O: $M=39,1+35,5+24+71+6\cdot 18=277,5$ g/mol. Trong 1 tấn quảng chứa 43% carnalite: $m=1000\cdot 0,43=430$ kg. Số mol carnalite: $n=430000/277,5=1549,5$ mol, mỗi mol chứa 1 mol Mg nên khối lượng Mg lý thuyết: $m_{Mg}=1549,5\cdot 24=37188$ g. Với hiệu suất 75%: $m_{Mg}=37188\cdot 0,75=27891$ g ≈ 27,9 kg. Khớp với kết quả $\frac{1000}{277,5}\cdot \frac{43}{100}\cdot 24\cdot \frac{75}{100}=27,89\approx 27,9$ kg.
a) (AI giải đề cho tôi)
Tại cathode xảy ra quá trình khử: Mg${}^{2+}$ + 2e${}^{-}$ → Mg.
b) (AI giải đề cho tôi)
Sai vì ở nhiệt độ cao của quá trình điện phân, Mg phản ứng được với nitrogen, nên khí trơ không phải là nitrogen (dùng khí trơ như argon).
c) (AI giải đề cho tôi)
Đúng vì Mg nóng chảy nổi lên trên bề mặt hỗn hợp muối nóng chảy, chứng tỏ khối lượng riêng của Mg nhỏ hơn.
d) (AI giải đề cho tôi)
$m_{Mg}=\frac{1000}{277,5}\cdot \frac{43}{100}\cdot 24\cdot \frac{75}{100}=27,89\approx 27,9$ kg.