题目内容

14．海水中蕴藏着丰富的资源．海水综合利用的流程图如下：

请回答下列问题：
（1）用NaCl做原料可以得到多种产品．
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是2NaCl（熔融） $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl2↑．
②实验室用惰性电极电解100mL NaCl溶液，若阴阳两极均得到112mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为13（忽略反应前后溶液的体积变化）．
③电解氯化钠稀溶液可制备“84”消毒液，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式NaCl+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ NaClO+H2↑．
（2）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；
c．在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2•6H2O；
d．将MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；
e．电解熔融的氯化镁可得到Mg．
①步骤d中的“一定条件”指的是氯化氢气流中，目的是抑制Mg2+水解．
②上述提取镁的流程中，为了降低成本，减少污染，可以采取很多措施，请写出其中一点e步电解产生的Cl2用于制取HCl气体，利用HCl抑制d步中MgCl2水解，并制得c步中所需用盐酸．
③有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则．你同意该同学的想法吗？不同意，请说出你同意或不同意的理由因为MgO熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本．

分析 （1）①活泼金属的制取一般采取电解熔融盐的方法；
②由电解方程式可计算出氢氧根的浓度，进而算出PH；
③根据题给信息写出反应物和生成物，配平即得电解方程式；
（2）①考虑镁离子的水解，一定条件是防止水解的发生；
②按要求降低成本和减少污染，电解产物充分利用可达到目的；
③从氧化镁高熔点考虑，氧化镁熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本．

解答 解：（1）①因钠比较活泼，制取时只能采用电解的方法，方程式为：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl2↑，
故答案为：2NaCl（熔融） $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl2↑；
②电解饱和食盐水在阴极得到氢气，阳极得到氯气，氯气的物质的量为：$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol；
由2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2NaOH 可知，Cl2↑～H2↑～2NaOH，则n（NaOH）=2n（Cl2）=2×0.005mol=0.01mol，c（NaOH）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，所以pH=13，
故答案为：13；
③“84”消毒液为次氯酸钠溶液，电解氯化钠溶液制取次氯酸钠的方程式为：NaCl+H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO+H2↑，
故答案为：NaCl+H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO+H2↑；
（2）①MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2，若直接加热MgCl2•6H2O，会促进Mg2+水解，得不到无水MgCl2，因Mg2+水解呈酸性，加盐酸或在氯化氢气流中可抑制Mg2+水解，故一定条件为在HCl气流中，目的是抑制Mg2+水解，
故答案为：氯化氢气流中，抑制Mg2+水解；
②电解熔融氯化镁得到的氯气有毒，若排放大气中会污染空气，若把电解得到的氯气和氢气化合得到氯化氢，可制得c步需要的盐酸，利用氯化氢气流来抑制
Mg2+水解，即降低了成本，又防止了污染，
故答案为：e步电解产生的Cl2用于制取HCl气体，利用HCl抑制d步中MgCl2水解，并制得c步中所需用盐酸；
③氧化镁熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本，故不同意该同学的想法．
故答案为：不同意，因为MgO熔点很高，熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本．

点评 本题考察了从海水中获取化学资源的问题．在计算PH时，可根据方程式或关系式进行计算，回答一定条件，要从MgCl2性质入手，回答降低成本，要从循环利用、提高转化率等角度考虑，题目难度中等．

练习册系列答案
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4．下列有关比较中正确的是（　　）
A．第一电离能：P＞SB．气态氢化物的稳定性：CH4＞NH3
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5．碱式碳酸钠铝[NaaAlb（OH）c（CO3）d]可用作阻燃剂，抗酸剂等，其制备方法是：控制温度、pH，向NaHCO3稀溶液中加入Al（OH）3，并搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得碱式碳酸钠铝．
（1）碱式碳酸钠铝[NaaAlb（OH）c（CO3）d]中a、b、c、d之间的关系为a+3b=c+2d．
（2）碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因：①在分解过程中大量吸热；②本身及产物无毒且不可燃；③产生阻燃性气体CO2、H2O．
（3）若pH过高，则对产品的影响是pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2．
（4）为确定碱式碳酸钠铝的组成，进行如下实验：
①准确称取2.880g样品用足量稀硝酸溶解，得到CO20.448L（已换算成标准状况下），并测得溶液中含有0.02molAl3+．
②加热至340℃以上样品迅速分解，得到金属氧化物、CO2和H2O，当样品分解完全时，样品的固体残留率（$\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%）为56.9%，根据以上实验数据确定碱式碳酸钠铝的组成（写出计算过程）．
2．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（　　）
A．在常温常压下，11.2 升氯气含有的分子数为0.5NA
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C．常温常压下，32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA
D．标准状况下，22.4 LSO3含有的原子数为4NA
9．NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（　　）
A．1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B．丙烯和环丙烷组成的42g混合气体中氢原子的个数为6NA
C．2 L 0.5 mol•L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
D．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
19．头孢克洛是人工合成的第二代口服头孢菌抗生素，主要用于上、下呼吸道感染、中耳炎、皮肤、尿道感染等症状，其结构如图所示，下列关于头孢克洛的说法错误的是（　　）
A．其分子式可以表示为C15H16ClN3O6S
B．该物质具有两性
C．1 mol该化合物与NaOH溶液作用时消耗NaOH的物质的量最多为 4 mol
D．该物质遇FeCl3溶液显紫色
6．下列有关反应进行方向的叙述中不正确的是（　　）
A．焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据
B．-10℃的液态水就会自动结冰成为固态，因为这是熵增的过程
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3．重铬酸钾（K2Cr2O7）是一种重要的无机试剂．
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②常温下，Fe2+可将Cr2O72-还原为Cr3+，利用此反应原理可处理废水中有毒的Cr2O72-．某废水中Cr2O72-的浓度为0.005 mol/L，若处理10 L该废水至少需要绿矾（FeSO4•7H2O）83.4g．
（2）K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O?2CrO42-（黄色）+2H+．
①若平衡体系的pH=2，则溶液显橙色．
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20℃60℃100℃
Na2Cr2O773.282.091.4
K2Cr2O713.150.596.2
NaCl363739
KCl3445.556.7
③向K2Cr2O7溶液中加入Ba（NO3）2和Pb（NO3）2，可析出BaCrO4和PbCrO4两种沉淀，此时溶液中$\frac{c（P{b}^{2+}）}{c（B{a}^{2+}）}$=2.3×10-3．[已知：Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10；Ksp（PbCrO4）=2.8×10-13]．
4．下列描述中，不符合生产实际的是（　　）
A．可用电解饱和MgCl2溶液的方法获得金属镁
B．电解法精炼粗铜，用粗铜作阳极，纯铜作阴极
C．电解熔融Al2O3制备金属铝时，加入冰晶石使Al2O3更易熔化
D．氯碱工业中电解食盐水时，阳离子交换膜可防止氯气与NaOH溶液反应

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