Question

13．《科學(xué)》曾評出10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一．水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)．水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康．海洋是化學(xué)資源寶庫，海洋資源的綜合利用具有廣闊的前景．人類把海水淡化，就可以得到大量的飲用水，常規(guī)蒸餾法，技術(shù)和工藝比較完備，但也存在較大缺陷，大量推廣離子交換法和電滲析法．
（1）天然水在凈化處理過程中加入明礬做混凝劑，其凈水作用的原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺（用離子方程式表示）
（2）家庭用水可以用肥皂水檢驗其硬度，因為高級酯肪酸鈉能與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀．家用凈水器中裝有活性炭和陽離子交換樹脂（NaR），用過的陽離子交換樹脂放入食鹽水 中可再生．
（3）電滲析法淡化海水的示意圖如圖所示，其中陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．
陽極的主要電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-═Cl₂↑．在陰極附近加入無色酚酞，看到的現(xiàn)象是陰極附近溶液變紅色，有無色氣體放出．淡水的出口為b（填“a”“b”或“c”）．
（4）利用海水制得的食鹽，制取純堿的簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應(yīng)后過濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿．
①濾出晶體C后，從濾液D中提取氯化銨有兩種方法：
方法一、通入氨，冷卻、加食鹽，過濾；
方法二、不通氨，冷卻、加食鹽，過濾．
對兩種方法的評價正確的是（選填編號）ad．
a．方法一析出的氯化銨純度更高         b．方法二析出的氯化銨純度更高
c．方法一的濾液可直接循環(huán)使用         d．方法二的濾液可直接循環(huán)使用
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，加熱至沸，再加入BaCl₂溶液，過濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨．加熱至沸的目的是使Fe³⁺完全水解為Fe（OH）₃．濾渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）明礬可水解生成具有吸附性的膠體；
（2）肥皂中含有高級酯肪酸鈉，能與鈣離子生成沉淀；用過的陽離子交換樹脂中鈉離子被鈣、鎂離子交換掉了，要再生可以放在食鹽中，將鈣鎂離子再換成鈉離子；
（3）依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．所以陽極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣；陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在b處流出；
（4）①濾液D中含有碳酸氫鈉和氯化銨，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氫鈉生成碳酸鈉，再加食鹽，過濾，析出的氯化銨純度更高；
b．方法二沒有通氨氣，冷卻、加食鹽，過濾，析出的氯化銨中會有碳酸氫鈉，純度不高；
c．方法一的濾液含有碳酸鈉不可直接循環(huán)使用；          
d．方法二的濾液主要成分還是碳酸氫鈉和氯化銨，還有氯化鈉，可直接循環(huán)使用；
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加熱至沸，促使鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根離子沉淀，過濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨．

解答 解：（1）然水在凈化處理過程中加入明礬做混凝劑，因明礬水解生成具有吸附性的膠體，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）肥皂中含有高級酯肪酸鈉，能與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀；用過的陽離子交換樹脂中鈉離子被鈣、鎂離子交換掉了，要再生可以放在食鹽中，將鈣鎂離子再換成鈉離子，
故答案為：高級酯肪酸鈉能與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀；食鹽水；
（3）依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過，所以陽極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，在陰極附近加入無色酚酞，可以看到陰極附近溶液變紅色，有無色氣體放出；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在b處流出，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；陰極附近溶液變紅色，有無色氣體放出；b；
（4）①濾液D中含有碳酸氫鈉和氯化銨，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氫鈉生成碳酸鈉，再加食鹽，過濾，析出的氯化銨純度更高，故a正確；
b．方法二沒有通氨氣，冷卻、加食鹽，過濾，析出的氯化銨中會有碳酸氫鈉，純度不高，故b錯誤；
c．方法一的濾液含有碳酸鈉不可直接循環(huán)使用，故c錯誤；          
d．方法二的濾液主要成分還是碳酸氫鈉和氯化銨，還有氯化鈉，可直接循環(huán)使用，故d正確；
故選ad；
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加熱至沸，促使鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根離子沉淀，過濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨，所以濾渣的主要成分是，
故答案為：使Fe³⁺完全水解為Fe（OH）₃；Fe（OH）₃、BaSO₄．

點評 本題以海水資源開發(fā)利用為載體，考查了粗鹽的提純、水的凈化、硬水的軟化、電解食鹽水等，是對知識的綜合應(yīng)用，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，難度中等．