Question

【题目】下图是人类从海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图：

回答下列问题：

（1）操作A是___________和过滤（填实验基本操作名称）。

（2）操作B需加入下列试剂中的一种，最合适的是______（选填编号）。

a．氢氧化钠溶液 b．澄清石灰水 c．石灰乳 d．碳酸钠溶液

（3）工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为__________________________________。

（4）0.25 mol Cl2缓慢通入含有0.1 mol FeBr2、0.1 mol FeI2的混合溶液中，充分反应，试用一个离子方程式表示总反应：__________________________________________。

（5）某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100 mL，将其平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g铜粉；向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化关系如图所示(假设硝酸的还原产物为NO气体)。则原混合溶液中NO3－的物质的量为__________，硫酸的物质的量浓度为______________。

Answer 1

【答案】 蒸发结晶 c MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 4I－＋4Fe2＋＋2Br－＋5Cl2=2I2＋4Fe3＋＋Br2＋10Cl－ 0.2 mol 5 mol/L

【解析】（1）操作A为从海水中获得粗盐和苦卤，由于NaCl的溶解度随温度升高变化不明显，操作A为蒸发结晶和过滤。

（2）操作B为向苦卤中加入一种试剂使苦卤中Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀，最合适的试剂是石灰乳。

（3）工业上电解熔融MgCl2制Mg。

（4）还原性I-Fe2+Br-，根据氧化还原反应中“先强后弱”规律计算，再合并书写离子方程式。

（5）向稀硫酸和稀硝酸的混合液中加入铁粉，随着铁粉的加入依次发生的反应为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，依据图像中关键点的数据和离子方程式计算。

（1）操作A为从海水中获得粗盐和苦卤，由于NaCl的溶解度随温度升高变化不明显，操作A为蒸发结晶和过滤。

（2）操作B为向苦卤中加入一种试剂使苦卤中Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀。a项，NaOH溶液能使Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀，但NaOH比较昂贵；b项，澄清石灰水能使Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀，但Ca（OH）2微溶于水；c项，石灰乳能使Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀，且石灰乳比较便宜；d项，碳酸钠溶液能使Mg2+转化为MgCO3沉淀，MgCO3的溶解度大于Mg（OH）2；最合适的试剂是石灰乳，答案选c。

（3）工业上电解熔融MgCl2制Mg，反应的化学方程式为MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑。

（4）0.1 mol FeBr2、0.1 mol FeI2的混合溶液中含n（Fe2+）=0.2mol、n（Br-）=0.2mol、n（I-）=0.2mol；还原性I-Fe2+Br-，Cl2先与I-发生反应Cl2+2I-=2Cl-+I2，0.2molI-消耗0.1molCl2生成0.1molI2；与I-反应后余下Cl2为0.25mol-0.1mol=0.15mol，接着发生反应Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，0.2molFe2+消耗0.1molCl2生成0.2molFe3+；Fe2+完全反应后余下Cl2为0.15mol-0.1mol=0.05mol，Cl2继续与Br-发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，0.05molCl2消耗0.1molBr-生成0.05molBr2；反应中消耗的Cl2、I-、Fe2+、Br-物质的量之比为0.25mol：0.2mol：0.2mol：0.1mol=5:4:4:2，反应的离子方程式为5Cl2+4I-+4Fe2++2Br-=10Cl-+2I2+4Fe3++Br2。

（5）向稀硫酸和稀硝酸的混合液中加入铁粉，随着铁粉的加入依次发生的反应为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。根据图像OA段加入5.6g铁粉时NO3-完全反应，5.6gFe粉物质的量为0.1mol，根据离子反应Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，此过程中消耗的NO3-、H+物质的量依次为0.1mol、0.4mol；BC段加入5.6g（14.0g-8.4g=5.6g）铁粉将溶液中的H+完全反应，5.6gFe粉物质的量为0.1mol，根据离子反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，此过程中消耗H+物质的量为0.2mol；50mL稀硫酸和稀硝酸的混合液中含NO3-物质的量为0.1mol、含H+物质的量为（0.4mol+0.2mol）=0.6mol；则原混合溶液中NO3-物质的量为0.1mol2=0.2mol，硫酸物质的量为（0.6mol2-0.2mol）2=0.5mol，硫酸物质的量浓度为0.5mol0.1L=5mol/L。