109國中會考自然科第44題 解析

109國中會考自然科第44題

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。

                      
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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 ×原子量或分子量

MgCl₂的分子量 = 24+2×(35.5)=95

Mg的原子量= 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：  1×95 ： 1×24

        95  ：  24

                    x   ：  960

  95/x = 24/960

x =3800  (MgCl₂= 3800公克)

HCl的分子量=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%的鹽酸：

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%的鹽酸：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。

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二、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

2H₂  ＋  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公克的溶液中，所含溶質的公克數，以P％來表示。

2.每單位質量的溶液內，所含溶質的百分比，稱為重量百分濃度。

3.溶液中，溶質質量與溶液質量的比值（以百分比表示）。

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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

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 4.係數比 ≠ 質量比。