Question

二十一世紀(jì)是海洋開發(fā)與利用的世紀(jì)，某市規(guī)劃確立了“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”發(fā)展戰(zhàn)略，海洋化學(xué)資源的綜合利用將是重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一．以下是某研究性學(xué)習(xí)小組在探究海水綜合利用中遇到的問題，請(qǐng)你參與探究：
問題一、海水制鎂過程中如何富集鎂離子？
甲、乙、丙三位同學(xué)各自提出自己的設(shè)想：
甲：直接往海水中加入石灰乳．
乙：高溫加熱蒸發(fā)海水后，加入石灰乳．
丙：向曬鹽后的鹵水中，加入石灰乳．
通過分析比較，你認(rèn)為

 

的設(shè)想最為經(jīng)濟(jì)合理（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
問題二、粗鹽提純過程中如何除去可溶性雜質(zhì)？
【查閱資料】粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等可溶性雜質(zhì)．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】提純時(shí)，先向粗鹽水中加過量的氫氧化鋇溶液，目的是

 

 

；再加過量的

 

，

 

，除盡雜質(zhì)陽離子；濾去沉淀，向?yàn)V液中加入

 

，

 

，將溶液的pH調(diào)為7，即得到精鹽水．
問題三、海水“制堿”的產(chǎn)物成分是什么？
同學(xué)們從某企業(yè)取回少量碳酸氫鈉受熱完全分解后的固體樣品，為確定其成分，進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】
甲的猜想：樣品中只含有碳酸鈉；
乙的猜想：樣品中只含有氫氧化鈉；
丙的猜想：樣品中含有碳酸鈉和氫氧化鈉．
他們做出上述三種猜想的科學(xué)依據(jù)是

 

．
【實(shí)驗(yàn)、記錄與分析】

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
1	取少量樣品于試管中，加水完全 溶解，再加入		乙的猜想 不成立
2	取步驟1反應(yīng)后的溶液于試管中	無明顯現(xiàn)象	只有甲的 猜想成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
海水“制堿”的最終固體產(chǎn)物是碳酸鈉．
【數(shù)據(jù)分析】
在取回的樣品中加入200g7.3%的稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)，請(qǐng)計(jì)算同學(xué)們帶回了多少克固體樣品？（要求有解題過程）

Answer 1

考點(diǎn)：對(duì)海洋資源的合理開發(fā)與利用,堿的化學(xué)性質(zhì),氯化鈉與粗鹽提純,鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：常見的鹽 化學(xué)肥料

分析：問題一：從節(jié)約原料，方法可行的角度分析即可；
問題二：從除掉雜質(zhì)時(shí)一定不能引入新的雜質(zhì)，并結(jié)合酸堿鹽之間的反應(yīng)規(guī)律分析解答；
問題三：依據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒規(guī)律，猜測(cè)產(chǎn)物的情況；從判斷溶液中是否具有碳酸根，以及去除溶液中的碳酸根后是否還含有氫氧化鈉的角度對(duì)問題進(jìn)行分析即可；
【數(shù)據(jù)分析】
根據(jù)結(jié)論可知固體只有碳酸鈉，所以根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的方程式，由已知條件氯化氫的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量．

解答：解：?jiǎn)栴}一：三種方式中甲需要大量的石灰乳，乙則需要加熱消耗能量，只有丙的方式節(jié)約原料和能源且可行；
問題二：從除雜的原理出發(fā)可知，當(dāng)粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等雜質(zhì)時(shí)一般是先加入過量的氫氧化鋇，以除掉溶液中的硫酸根離子（與鋇離子結(jié)合成硫酸鋇沉淀），再加入過量的碳酸鈉，以除掉溶液中的鈣離子（與碳酸根結(jié)合成碳酸鈣）和剩余的鋇離子（與碳酸根結(jié)合成碳酸鋇沉淀），此時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子是多余的碳酸根離子和氫氧根離子，所以此時(shí)加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH為7，即可除掉碳酸根離子和氫氧根離子；
問題三：由于化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，所以才有以上三種猜測(cè)；
丙的猜想不成立，則可檢驗(yàn)溶液中是否含有碳酸鈉，只要加入氯化鋇的溶液并生成白色沉淀（碳酸根離子會(huì)與鋇離子結(jié)合成碳酸鋇沉淀），則可說明并不成立；
取上述反應(yīng)后的溶液繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，如果溶液呈堿性則有氫氧化鈉的存在，不呈堿性則無氫氧化鈉的存在；
【數(shù)據(jù)分析】設(shè)與200g7.3%的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，消耗碳酸鈉的質(zhì)量為X則：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73
x     200g×7.3%
根據(jù)：

106

73

=

X

200g×7.3%

解得X=21.2g，所以帶回的固體樣品質(zhì)量為21.2g．
故答案為：
問題一、丙；
問題二、
①除盡硫酸鈉或除盡硫酸根離子；②碳酸鈉；除盡氯化鈣和過量的鋇離子；③稀鹽酸；除去過量的碳酸鈉和氫氧根離子；化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變（或質(zhì)量守恒定律）
【實(shí)驗(yàn)、記錄與分析】

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
1	取少量樣品于試管中，加水完全 溶解，再加入過量的氯化鈣溶液	生成白色沉淀	乙的猜想 不成立
2	取步驟1反應(yīng)后的溶液于試管中滴加無色酚酞試液	無明顯現(xiàn)象	只有甲的 猜想成立

（其它合理答案也可）
【數(shù)據(jù)分析】設(shè)與200g7.3%的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，消耗碳酸鈉的質(zhì)量為X則：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73
x     200g×7.3%
根據(jù)：

106

73

=

X

200g×7.3%

解得X=21.2g，所以帶回的固體樣品質(zhì)量為21.2g．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，并通過實(shí)驗(yàn)探究來鑒定了物質(zhì)的組成，既有實(shí)驗(yàn)過程的探究，又有結(jié)論的探究．解題時(shí)首先根據(jù)題目的信息和查閱的資料，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得出正確的結(jié)論，符合科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)．