Question

海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源．海水綜合利用的流程圖如下．

（1）粗鹽中含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-及泥沙等雜質(zhì)，需要提純后才能綜合利用．
粗鹽提純的步驟有：①加入過(guò)量的Na₂CO₃溶液；②加入過(guò)量的BaCl₂溶液；③加入過(guò)量的NaOH溶液；④調(diào)節(jié)溶液的pH等于7；⑤溶解；⑥過(guò)濾； ⑦蒸發(fā)．正確的操作順序是

 

（填寫(xiě)序號(hào)字母）．
A．⑤①③②④⑥⑦B．⑤①②③⑥④⑦C．⑤③①②⑥④⑦D．⑤③②①⑥④⑦
（2）NaCl做原料可以得到多種產(chǎn)品．
①工業(yè)上由金屬鈉制備過(guò)氧化鈉的方法是：將金屬鈉迅速升溫至熔化，并控制溫度在300-400℃，通入經(jīng)處理過(guò)的空氣可制得過(guò)氧化鈉，進(jìn)行該處理的目的是

 

．工業(yè)生產(chǎn)中因溫度過(guò)低而得不到純凈的過(guò)氧化鈉，你認(rèn)為可能含有的雜質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．
②實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解100mL0.1mol/LNaCl溶液，若陰陽(yáng)兩極均得到112mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所得溶液的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(shí)氯氣被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）分離出粗鹽后的鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl₂粗產(chǎn)品．
物質(zhì)開(kāi)始沉淀、沉淀完全需要的pH

物質(zhì)	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mn（OH）2	Mg（OH）2
開(kāi)始沉淀	2.7	7.6	8.3	9.6
沉淀完成	3.7	9.6	9.5	11.1

①粗產(chǎn)品的溶液中含有Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，需將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去．因此先向溶液中加入一種上述（2）中得到的物質(zhì)NaClO，然后控制溶液的pH為

 

．
②在家用電熱水器不銹鋼內(nèi)膽表面鑲嵌鎂棒，利用電化學(xué)原理來(lái)防止內(nèi)膽腐蝕，寫(xiě)出正極的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),電解原理,物質(zhì)的分離、提純和除雜

專(zhuān)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(guò)量試劑除掉；
（2）①空氣中的二氧化碳和水蒸氣均能與過(guò)氧化鈉反應(yīng)，須先除去空氣中的二氧化碳與水蒸氣；鈉和氧氣緩慢氧化生成氧化鈉；
②根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物寫(xiě)出相應(yīng)的電解方程式，根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算；
③由題意可知電解氯化鈉溶液生成次氯酸鈉和氫氣；
（3）①?gòu)膱D中可看出將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去，PH最低應(yīng)該為9.5，PH=10時(shí)Mg²⁺開(kāi)始沉淀；
②金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，正極發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)：Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-時(shí)，可以加入過(guò)量NaOH（去除鎂離子和鐵離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，F(xiàn)e³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
加入過(guò)量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入過(guò)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?yàn)棰茛邰冖佗蔻堍呋颌茛冖邰佗蔻堍撸?br />故答案為：D；
（2）①空氣中的二氧化碳和水蒸氣均能與過(guò)氧化鈉反應(yīng)，必須先除去空氣中的二氧化碳與水蒸氣，在通入到容器中和金屬鈉反應(yīng)；鈉在溫度較低時(shí)可以和氧氣緩慢氧化成氧化鈉；
故答案為：防止過(guò)氧化鈉與空氣中的二氧化碳和水蒸汽反應(yīng)；Na₂O；
②因電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當(dāng)產(chǎn)生的H₂的體積為112mL即0.005mol時(shí)，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.01mol，所以溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度=

0.01mol

0.1L

═0.1mol/L，所以氫離子的濃度為

1×10-14

0.1

=1×10^-13mol/L，pH=13，
故答案為：13；
③③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(xué)方程式是NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑，
故答案為：NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑；
（3）①?gòu)膱D中可看出將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去，PH最低應(yīng)該為9.5，PH=10.0時(shí)Mg²⁺開(kāi)始沉淀，所以PH值最大應(yīng)小于10.0，
故答案為：9.5≤PH＜10.0；
②金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)分離提純、電解等知識(shí)，題目綜合度較高，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大，注意試劑加入順序和過(guò)量試劑的除去．