Question

【题目】海水是一个巨大的化学资源宝库。

(1)海水中制得的氯化钠可用于生产烧碱及氯气，装置如图所示，下列说法正确的是____(填字母)。

A.阴极反应式是：Na++e－=Na

B.可以用铁做阴极，石墨做阳极

C.烧碱和氯气都在阳极生成

D.离子交换膜是阴离子交换膜(只允许阴离子通过)

(2)苦卤的主要成分是 MgCl2，此外还含 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等离子。已知：生成氢氧化物沉淀的 pH

氢氧化物	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Al(OH)3	3.7	4.7
Mg(OH)2	9.6	11.1

① 步骤 i 中加入 NaClO 的作用是_____，_____。

② 步骤 ii 需在 HCl 保护气中加热进行，HCl 保护气的作用是_____。

③ 若向苦卤中加入石灰乳，可以得到 Mg(OH)2沉淀，用化学平衡移动原理解释该反应过程_____。

(3)海水淡化前需对海水进行预处理。用如图所示 NaClO 的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理。

① 装置中由NaCl 转化为NaClO 的离子方程式是_____，_____。

② 定量测定排出的海水中 Cl2 和 ClO－的含量。已知：2＋I2 =＋2I－。取 25.00 mL 排出的海水，加入过量 KI 溶液，然后用 a mol/LNa2S2O3 溶液滴定生成的 I2，达滴定终点时消耗Na2S2O3 溶液 b mL。该滴定操作选择的指示剂是_____，通过计算可知排出的 海水中 Cl2 和 ClO－的总物质的量浓度是_____mol/L。

Answer 1

【答案】B 把 Fe2+氧化成 Fe3+ 调 pH(至 4.7~9.6) 防止 MgCl2 水解 Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)，Mg2+与 OH－生成 Mg(OH)2 沉淀，OH－浓度减小，平衡正向移动 2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－ Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O 淀粉溶液 ab/50

【解析】

(1)根据电解氯化钠溶液的原理进行分析解答；

(2)根据Fe2＋具有还原性，Fe3＋、Al3＋的沉淀Ksp及产生Fe(OH)3 和Al(OH)3的pH大小进行分析判断；根据Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]进行分析解答；

(3)根据电解饱和氯化钠溶液原理进行分析，根据原子守恒计算Cl2 和 ClO－的总物质的量浓度。

(1) A.由图可知，该装置是用来电解氯化钠溶液的装置，根据电极可知左侧为阳极，右侧为阴极，在阴极上发生还原反应的电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，故A错误；

B.在电解池中，阴极是被保护的电极，所以可以用铁做阴极，阳极能发生氧化反应，所以可用石墨做阳极，故B正确；

C.在电解池中，阳极能发生氧化反应，其电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，在阴极上发生还原反应，其电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，所以氯气在阳极生成，烧碱在阴极生成，故C错误；

D.因为Cl2能与烧碱反应，且阳极能发生氧化反应生成Cl2，阴极上发生还原反应生成烧碱，所以离子交换膜应是阳离子交换膜，故D错误；

故答案：B；

(2)①因为苦卤的主要成分是 MgCl2，此外还含 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等离子，NaClO具有强氧化性，所以步骤 i是为了将Fe2+氧化成Fe3+；根据沉淀表可知需调节溶液的pH=4.7~9.6，即可除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋杂质离子，故答案：把 Fe2+氧化成 Fe3+；调 pH(至 4.7~9.6)；

②因为MgCl2溶液中存在Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+,加热促进水解，所以步骤 ii 需在 HCl 保护气中加热进行，抑制MgCl2水解，故答案：防止 MgCl2 水解；

③石灰乳的主要成分为Ca(OH)2，微溶于水，溶液中存在Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)；Mg(OH)2为难溶于水的沉淀，溶液中存在Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH－(aq)，因为Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，Mg2+与OH－生成更难溶的Mg(OH)2 沉淀，OH－浓度减小，平衡正向移动，所以可以得到 Mg(OH)2沉淀，故答案：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)，Mg2+与 OH－生成 Mg(OH)2 沉淀，OH－浓度减小，平衡正向移动；

(3)①首先是电解NaCl 溶液制取氯气，反应的离子方程式为：2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－，生成的Cl2和氢氧化钠溶液反应生成NaClO，其反应的离子方程式为：Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O，故答案：2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－；Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O；

②根据 2Na2S2O3+I2=2I-+Na2S4O6反应，碘遇淀粉变蓝的性质，所以该滴定过程选用的指示剂通常为淀粉溶液，判断滴定终点时的现象是：滴入最后一滴溶液，溶液蓝色褪色，且半分钟内不恢复，说明反应达到终点。利用消耗Na2S2O3的物质的量计算样品中Cl2 和 ClO－的总物质的量，根据Cl原子守恒即n(NaCl)=2n(Cl2)+n(ClO)，由ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O，2＋I2 =＋2I－,可知Cl2~ClO-~I2~2Na2S2O3，n(Na2S2O3)=amol/L，所以n(Cl2)=n(ClO-)=mol，所以排出的海水中 Cl2 和 ClO－的总物质的量浓度c== mol/L，故答案：淀粉溶液；。