Trong công nghiệp, kim loại magnesium (Mg) được sản xuất từ quặng carnalite (có thành phần chính là ) 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:
Trong công nghiệp, kim loại magnesium (Mg) được sản xuất từ quặng carnalite (có thành phần chính là ) 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:
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Tại cathode xảy ra quá trình khử.
b)
Khí trơ được sử dụng trong quá trình điện phân trên là khí nitrogen.
c)
Khối lượng riêng của kim loại Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp và KCl nóng chảy.
d)
Bằng phương pháp trên, nếu dùng 5 tấn quặng carnalite (chứa 43\% về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa magnesium) với hiệu suất cả quá trình sản xuất là 75\% thì thu được 139,46 kg magnesium. (Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)
Đáp án chính thức: a:Đ,b:S,c:Đ,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
a) Đúng. Cathode là điện cực âm, nơi xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) Sai. Khí trơ dùng là khí argon (Ar), không phải nitrogen vì N₂ có thể phản ứng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) Đúng. Theo sơ đồ thiết bị, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂ nóng chảy (có hòa tan KCl), chứng tỏ khối lượng riêng của Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp MgCl₂ và KCl nóng chảy.
d) Đúng. Khối lượng carnalite: 5000 × 43% = 2150 kg. M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 74,5 + 95 + 6×18 = 277,5 g/mol. Khối lượng Mg thu được (hiệu suất 75%): m = 2150 × (24/277,5) × 0,75 = 139,46 kg. Khớp với đề bài.
a) (AI giải đề cho tôi)
Tại cathode (điện cực âm) xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) (AI giải đề cho tôi)
Khí trơ sử dụng là khí argon (Ar), không phải nitrogen; N₂ có thể tác dụng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) (AI giải đề cho tôi)
Theo sơ đồ, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂/KCl nóng chảy nên khối lượng riêng của Mg nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp muối nóng chảy.
d) (AI giải đề cho tôi)
m(carnalite) = 5000 × 0,43 = 2150 kg; M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 277,5 g/mol; m(Mg) = 2150 × 24/277,5 × 0,75 = 139,46 kg.
a) Đúng. Cathode là điện cực âm, nơi xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) Sai. Khí trơ dùng là khí argon (Ar), không phải nitrogen vì N₂ có thể phản ứng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) Đúng. Theo sơ đồ thiết bị, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂ nóng chảy (có hòa tan KCl), chứng tỏ khối lượng riêng của Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp MgCl₂ và KCl nóng chảy.
d) Đúng. Khối lượng carnalite: 5000 × 43% = 2150 kg. M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 74,5 + 95 + 6×18 = 277,5 g/mol. Khối lượng Mg thu được (hiệu suất 75%): m = 2150 × (24/277,5) × 0,75 = 139,46 kg. Khớp với đề bài.
a) (AI giải đề cho tôi)
Tại cathode (điện cực âm) xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) (AI giải đề cho tôi)
Khí trơ sử dụng là khí argon (Ar), không phải nitrogen; N₂ có thể tác dụng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) (AI giải đề cho tôi)
Theo sơ đồ, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂/KCl nóng chảy nên khối lượng riêng của Mg nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp muối nóng chảy.
d) (AI giải đề cho tôi)
m(carnalite) = 5000 × 0,43 = 2150 kg; M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 277,5 g/mol; m(Mg) = 2150 × 24/277,5 × 0,75 = 139,46 kg.