Question

海水中蘊藏著豐富的資源．海水綜合利用的流程圖如下：

（1）在電解食鹽水之前，需要提純食鹽水．為了除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行下列五項操作：①過濾 ②加過量的NaOH溶液 ③加適量的鹽酸 ④加過量的碳酸鈉溶液 ⑤加過量的氯化鋇溶液．正確的操作順序是

 

A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．⑤②④③①
①工業(yè)上由NaCl制備金屬鈉的化學方程式是

 

；
②電解NaCl溶液的離子方程式為

 

；
實驗室用惰性電極電解1L NaCl溶液，若陰陽兩極均得到1.12L氣體（標準狀況），則該反應(yīng)過程中共轉(zhuǎn)移了

 

電子，所得溶液的pH為

 

 （忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化）．
③電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”，通電時氯氣被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，寫出相應(yīng)的化學方程式

 

（2）分離出粗鹽后的鹵水中蘊含著豐富的鎂資源，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl₂粗產(chǎn)品．從鹵水中提取鎂的步驟為：
a．將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰，并將石灰制成石灰乳；
b．將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過濾得到Mg（OH）₂沉淀；
c．在Mg（OH）₂沉淀中加入鹽酸得到MgCl₂溶液，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl₂?6H₂O；
d．將MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂；
e．電解熔融的氯化鎂可得到Mg．
①步驟d中的“一定條件”指的是

 

，目的是

 

．
②上述提取鎂的流程中，為了降低成本，減少污染，可以采取很多措施，請寫出其中一點

 

．
③有同學認為：步驟b后可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂，這樣可簡化實驗步驟，體現(xiàn)實驗的簡約性原則．你同意該同學的想法嗎？為什么？

 

．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,電解原理,粗鹽提純

專題：

分析：（1）把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體除去，除鈣離子用碳酸根離子，除鎂離子用氫氧根離子，除Fe³⁺用氫氧根離子，除硫酸根離子用鋇離子，要注意除雜質(zhì)的順序，后加的試劑最好能把前面先加的過量試劑除掉；
①工業(yè)上通過電解熔融氯化鈉獲得金屬鈉和氯氣；
②電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣；根據(jù)n=

V

Vm

計算出氫氣物質(zhì)的量，根據(jù)電子守恒計算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；根據(jù)反應(yīng)后溶液中氫氧根離子濃度計算出所帶溶液的pH；
③由題意可知電解氯化鈉溶液生成次氯酸鈉和氫氣；
（2）①考慮鎂離子的水解，一定條件是防止水解的發(fā)生；
②按要求降低成本和減少污染，電解產(chǎn)物充分利用可達到目的；
③從氧化鎂高熔點的角度考慮．

解答： 解：（1）去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)：Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-時，可以加入過量NaOH（去除鎂離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子的多余的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃，碳酸鈉必須加在氯化鋇之后，氫氧化鈉和氯化鋇可以顛倒加入的順序；然后調(diào)節(jié)溶液的pH等于7后蒸發(fā)即可，所以順序為②⑤④①③，
故答案為：C；
①工業(yè)用電解熔融的氯化鈉的方法冶煉鈉，反應(yīng)的方程式為：2NaCl（熔融）

電解  .

2Na+Cl₂↑，故答案為：2NaCl（熔融）

電解  .

2Na+Cl₂↑；
②電解氯化鈉溶液，溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大生成氫氧化鈉，反應(yīng)的離子方程式：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
標況下1.12LH₂的物質(zhì)的量為：

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol時，根據(jù)電子守恒可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.05mol×2=0.1mol；根據(jù)反應(yīng)2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑可知生成氫氧根離子物質(zhì)的量為0.1mol，所帶溶液中氫氧根離子濃度為：

0.1mol

1L

=0.1mol/L，該溶液中氫離子濃度為：1×10^-13mol/L，該溶液的pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；0.1mol；13；
③根據(jù)題意可知，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成物中只有一種溶質(zhì)，所以該溶質(zhì)是偏鋁酸鈉，則反應(yīng)的化學方程式是NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑，
故答案為：NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑；
（2）①MgCl₂?6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂，若直接加熱MgCl₂?6H₂O，會促進Mg²⁺水解，得不到無水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，加鹽酸或在氯化氫氣流中可抑制Mg²⁺水解，故一定條件為在HCl氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解，
故答案為：氯化氫氣流中；抑制Mg²⁺水解；
②電解熔融氯化鎂得到的氯氣有毒，若排放大氣中會污染空氣，若把電解得到的氯氣和氫氣化合得到氯化氫，可制得c步需要的鹽酸，利用氯化氫氣流來抑制Mg²⁺水解，即降低了成本，又防止了污染，
故答案為：e步電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，利用抑制d步中MgCl₂水解，并制得c步中所需用鹽酸；
③氧化鎂熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本，故不同意該同學的想法，故答案為：不同意，因為MgO熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本．

點評：本題考察海水資源的綜合應(yīng)用，題目難度較大，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力；在分析反應(yīng)條件時，要從MgCl₂性質(zhì)入手，回答降低成本，要從循環(huán)利用、提高轉(zhuǎn)化率等角度考慮．