17.工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示.

(1)為有效除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),加入試劑的合理順序為BC.
A.先加NaOH,后加Na2CO3,再加BaCl2
B.先加NaOH,后加BaCl2,再加Na2CO3
C.先加BaCl2,后加NaOH,再加Na2CO3
(2)在隔膜法電解食鹽水時,電解槽陽極區(qū)的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑;采用無隔膜電解冷的食鹽水時,Cl2與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl+H2O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H2↑.
(3)氯堿工業(yè)制得的氯氣可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅,其流程如下:

 ①石英砂的主要成分是SiO2,在制備粗硅時,焦炭的作用是還原劑.
②粗硅與氯氣反應(yīng)后得到的液態(tài)四氯化硅中;煊幸恍╇s質(zhì),必須進(jìn)行分離提純.其提純方法為蒸餾.
③由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl
(4)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的順序制備?原因是否,如果先沉淀Mg(OH)2,則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀,產(chǎn)品不純.
(5)工業(yè)上采用電解MgCl2的方法制得金屬鎂,電解槽中陰極的電極反應(yīng)式為Mg2++2e-=Mg,從MgCl2溶液得到MgCl2固體的方法是在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā);有同學(xué)認(rèn)為可加熱Mg(OH)2得到MgO,再電解熔融MgO制金屬鎂,你同意該同學(xué)的想法嗎?為什么?不同意,因為MgO熔點很高,熔融時耗費大量的能量而增加生產(chǎn)成本.

分析 (1)加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后,可以同時除去過量的鋇離子;
(2)電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣,反應(yīng)物為氯化鈉、水;
(3)①石英砂主要成分為二氧化硅,粗硅提純是利用碳做還原劑還原二氧化硅為單質(zhì)硅,二氧化硅和碳在高溫下反應(yīng)生成硅和一氧化碳,反應(yīng)中二氧化硅為氧化劑,碳為還原劑;
②混合物的沸點不同,可用蒸餾的方法分離;
③根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式.
(4)根據(jù)若先沉淀Mg(OH)2,則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀;硫酸鈣屬于微溶物,可以先使其沉淀下來,在沉淀鎂離子,若先沉淀鎂離子,則會有部分硫酸鈣摻雜在氫氧化鎂中,使固體不純;
(5)根據(jù)電解時,陰極是陽離子放電,氯化鎂溶液中得到氯化鎂固體,需要防止鎂離子的水解,MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl2,應(yīng)注意節(jié)約能源.

解答 解:(1)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后,是為除去過量的鋇離子,顯然選項BC符合,故答案為:BC;
(2)電解飽和食鹽水時,陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程:2Cl--2e-=Cl2↑;陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程為2H++2e-=H2↑,采用無隔膜電解冷的食鹽水時,Cl2與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程 NaCl+H2O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H2↑;
故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑;NaCl+H2O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H2↑;
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅,制備粗硅發(fā)生SiO2+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑,二氧化硅和碳在高溫下反應(yīng)生成硅和一氧化碳,反應(yīng)中二氧化硅為氧化劑,碳為還原劑,
故答案為:SiO2;還原劑;
②粗硅與氯氣反應(yīng)后得到沸點較低的液態(tài)四氯化硅,其中常混有一些高沸點、難揮發(fā)性雜質(zhì),因沸點不同,則分離提純法選蒸餾法,故答案為:蒸餾;
③四氯化硅與氫氣在高溫條件下反應(yīng)得到高純硅和氯化氫氣體,該反應(yīng)為SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl↑,
故答案為:SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl↑;
(4)工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,不能沉淀Mg(OH)2,硫酸鈣為微溶物,如果先沉淀Mg(OH)2,則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀,使產(chǎn)品不純,
故答案為:否,如果先沉淀Mg(OH)2,則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀,產(chǎn)品不純;
(5)電解熔融MgCl2可得到金屬鎂,鎂離子在陰極放電,電極反應(yīng)方程式為:Mg2++2e-=Mg,為防止鎂離子水解生成氫氧化鎂沉淀,從MgCl2溶液得到MgCl2固體的方法是在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā),MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl2,應(yīng)注意節(jié)約能源,可用氯化鎂代替,
故答案為:Mg2++2e-=Mg;在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā);不同意,因為MgO熔點很高,熔融時耗費大量的能量而增加生產(chǎn)成本.

點評 本題以從海水中提取鎂為背景,考查物質(zhì)的分離、提純,鹽類水解,電解原理應(yīng)用,節(jié)能減排等知識,培養(yǎng)了學(xué)生運用知識的能力,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.能正確表示下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式的是(  )
A.鹽酸與Fe(OH)3反應(yīng):Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
B.稀硫酸與鐵粉反應(yīng):2Fe+6H+═2Fe3++3H2
C.氫氧化鋇溶液與稀硫酸反應(yīng):Ba2++SO${\;}_{4}^{2-}$═BaSO4
D.Fe3O4與鹽酸反應(yīng):Fe3O4+8H+═3Fe3++4H2O

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8.下列有關(guān)試劑的保存方法不正確的是( 。
A.把少量液溴、白磷放在水下
B.把鋁片、鎂條放置在不密封的紙盒里
C.把汽油、溴水放在帶橡皮塞的玻璃試劑瓶中
D.把硝酸、硝酸銀放在配有磨口玻璃塞的棕色瓶中

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5.惕各酸苯乙酯(C13H16O2)廣泛用作香精的調(diào)香劑.為了合成該物質(zhì),某實驗室的科技人員設(shè)計了下列合成路線:

試回答下列問題:
(1)F的結(jié)構(gòu)簡式為
(2)反應(yīng)②中另加的試劑是氫氧化鈉水溶液;反應(yīng)⑤的一般條件是濃硫酸、加熱.
(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為
(4)上述合成路線中屬于取代反應(yīng)的是②⑥⑦(填編號).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.芳香族化合物C8H9Cl的同分異構(gòu)體有( 。
A.11種B.12種C.13種D.14種

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2.甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)簡式為:CH2=C(CH3)-COOH,它與甲醇酯化反應(yīng)的產(chǎn)物是有機玻璃的單體.請回答:
(1)甲基丙烯酸的分子式為C4H6O2;
(2)甲基丙烯酸中含有的無氧官能團(tuán)的名稱是碳碳雙鍵,含有的含氧官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為
(3)0.3mol甲基丙烯酸與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng),能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO26.73L.
(4)寫出甲基丙烯酸與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式,反應(yīng)類型為加成反應(yīng).
(5)甲基丙烯酸與CH318OH發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式為,該酯化反應(yīng)生成的產(chǎn)物在一定條件下可以發(fā)生加聚反應(yīng)得到有機玻璃,有機玻璃的結(jié)構(gòu)簡式為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.工業(yè)上制備氯化銅時,是將濃鹽酸用水蒸汽加熱至80℃左右,慢慢加入粗制氧化銅粉(含雜質(zhì)氧化亞鐵),充分?jǐn)嚢,使之溶解,反?yīng)如下:
CuO+2HCl=CuCl2+H2O,F(xiàn)eO+2HCl=FeCl2+H2O.
已知:pH≥9.6時,F(xiàn)e2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;
pH≥4.4時,Cu2+以Cu(OH)2的形式開始沉淀; pH≥6.4時,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;
pH在3~4時,F(xiàn)e3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀.
(1)為除去溶液中Fe2+,可采用的方法是先將Fe2+氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液的pH在3~4之間.
(2)工業(yè)上為除去溶液中的Fe2+,常使用NaClO,當(dāng)向溶液中加入NaClO后,可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,F(xiàn)e3++3ClO-+3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO.溶液的pH變化是增大.
(3)若此溶液只含F(xiàn)e3+時,要調(diào)整pH在3~4之間,此時最好向溶液中加入CuO或Cu(OH)2
(4)已知溶液中c(Cu2+)與溶液pH的關(guān)系為lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)為1mol/L,要保證此溶液中Cu2+剛好不發(fā)生Cu(OH)2沉淀,則溶液pH應(yīng)為4.3,此時溶液中的鐵離子能否沉淀完全能(填“能”或“否”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式為( 。
A.硫化亞鐵溶于稀硝酸中:FeS+2H+═Fe2++H2S↑
B.含等物質(zhì)的量的KHCO3和Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-═BaCO3↓+H2O
C.少量CO2通入硅酸鈉溶液中:SiO32-+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-
D.硫化鈉水溶液呈堿性:S2-+2H2O?H2S+2OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.寫出下列變化的化學(xué)方程式,并指出其反應(yīng)類型:
(1)甲烷和氯氣在光照下反應(yīng)(只寫其中一個):CH4+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HCl、取代反應(yīng)
(2)由乙烯為原料制取氯乙烷:CH2=CH2+HCl$\stackrel{一定條件}{→}$CH3CH2Cl、加成反應(yīng)
(3)乙烯和溴的四氯化碳溶液的反應(yīng):CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br、加成反應(yīng)
(4)乙醇和金屬鈉的反應(yīng):2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑、置換反應(yīng).

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