Question

海水中蘊藏著豐富的資源．海水綜合利用的流程圖如圖．

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

 

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

 

．工業(yè)生產中因溫度過低而得不到純凈的過氧化鈉，你認為可能含有的雜質是

 

（填化學式）．
②實驗室用惰性電極電解100mL0.1mol/LNaCl溶液，若陰陽兩極均得到112mL氣體（標準狀況），則所得溶液的pH為

 

（忽略反應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，寫出相應的化學方程式：

 

．
（3）分離出粗鹽后的鹵水中蘊含著豐富的鎂資源，經轉化后可獲得MgCl₂粗產品．
①粗產品的溶液中含有Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，需將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉化為沉淀除去．因此先向溶液中加入一種上述（1）中得到的物質NaClO，然后控制溶液的pH為

 

．
②在家用電熱水器不銹鋼內膽表面鑲嵌鎂棒，利用電化學原理來防止內膽腐蝕，寫出正極的電極反應式：

 

．

物質	開始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.5
Mg（OH）2	10.0	11.1

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,電解原理,物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：實驗設計題

分析：（1）把雜質轉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．要注意除雜質的順序，后加的試劑最好能把前面先加的過量試劑除掉．
（2）①空氣中的二氧化碳和水蒸氣均能與過氧化鈉反應，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根據反應物、產物寫出相應的電解方程式，根據方程式進行計算；
③由題意可知電解氯化鈉溶液生成次氯酸鈉和氫氣；
（3）①從圖中可看出將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉化為沉淀除去，PH最低應該為9.5，PH=10時Mg²⁺開始沉淀；
②金屬發(fā)生電化學腐蝕，正極發(fā)生還原反應．

解答： 解：（1）去粗鹽中的可溶性雜質：Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-時，可以加入過量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；然后調節(jié)溶液的pH等于7后蒸發(fā)即可．所以順序為⑤③②①⑥④⑦或⑤②③①⑥④⑦；
故答案為：D；
（2）①空氣中的二氧化碳和水蒸氣均能與過氧化鈉反應，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；鈉在溫度較低時可以和氧氣緩慢氧化成氧化鈉；
故答案為：防止過氧化鈉與空氣中的二氧化碳和水蒸汽反應；Na₂O；
②因電解飽和食鹽水的方程式：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當產生的H₂的體積為112mL即0.005mol時，生成氫氧化鈉的物質的量為0.01mol，所以溶液中NaOH的物質的量濃度=

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；
③根據題意可知，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成物中只有一種溶質，所以該溶質是偏鋁酸鈉，則反應的化學方程式是NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑；
故答案為：NaCl+H₂O

通電  .

NaClO+H₂↑；
（3）①從圖中可看出將Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉化為沉淀除去，PH最低應該為9.5，PH=10.0時Mg²⁺開始沉淀，所以PH值最大應小于10.0；
故答案為：9.5≤PH＜10.0；
②金屬發(fā)生電化學腐蝕，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質分離提純、電解等知識，題目綜合度較高，難度較大，學習中注重相關基礎知識的積累．