题目内容

8．海水是一个巨大的化学资源库．图1是海水综合利用的部分工艺流程图：

（1）在过程①中应加入的试剂分别为①Na2C03溶液、②盐酸、③BaCl2溶液、④NaOH溶液，这4种试剂添加的合理顺序是③④①②或④③①②
（2）I氯碱工业的反应原理是电解饱和食盐水，下列物质不可能是氯碱工业产品的是C
A．H2    B．Cl2    C．Na2CO3    D．NaOH
Ⅱ如图2是离子交换膜法电解原理示意图，两电极均用惰性电极材料．精制饱和食盐水进入阳极室（填“阳极”或“阴极”），所使用的离子交换膜的作用是防止氢氧根离子与氯气反应，防止氯气和氢气反应Ⅲ若左右两池的溶液体积在电解前后均为25L，当左边电极收集到1680L（标准状况）Cl2时，右池获得的NaOH溶液的浓度为6mol/L
（3）写出过程④电解过程中阴极电极反应式：Mg2++2e-═Mg．
（4）工艺流程过程③直接在空气中加热灼烧能否实现？为什么？

分析 海水晒盐后得到粗盐和母液，粗盐加入氢氧化钠、氯化钡、碳酸钠、盐酸精制除杂得到精盐，电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠溶液，母液中加入氢氧化钙浊液沉淀镁离子，过滤得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解后得到氯化镁溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中加热失水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气，滤液中加入氯气氧化溴离子得到溴单质的低浓度溶液，加入碳酸钠溶液吸收溴单质，再加入稀硫酸，发生归中反应得到高浓度的溴单质溶液．
（1）Mg2+选择NaOH溶液除去，Ca2+选择Na2CO3除去，SO42-选择BaCl2除去，碳酸钠一定在氯化钡之后，盐酸在最后．
（2）I．依据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类一定不变，所以通过电解食盐水制取的物质元素的含有情况，必与反应物食盐水含有的元素情况相同据此回答即可；
Ⅱ．电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过；
Ⅲ．根据电解方程式结合产生气体的量进行计算回答；
（3）电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上镁离子放电生成镁单质；
（4）在空气中加热氯化镁晶体，镁离子水解生成的HCl易挥发，不能得到氯化镁，最终得到氧化镁．

解答 解：（1）除去粗盐中的可溶性杂质：Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-时，可以加入过量NaOH（去除镁离子）：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，加入过量BaCl2（去除硫酸根离子）：SO42-+Ba2+=BaSO4↓；也可先加氯化钡后加氢氧化钠，再加入过量Na2CO3（去除钙离子以及多余的钡离子）：Ca2++CO32-=CaCO3↓，Ba2++CO32-=BaCO3↓，碳酸钠必须加在氯化钡之后，盐酸在最后，除去多余的碳酸根离子，所以按滴加顺序依次为③④①②或④③①②，
故答案为：③④①②或④③①②；
（2）I．根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类一定不变，反应物是氯化钠和水，所以反应后的物质中只能含有钠、氯、氢和氧四种元素．
A．氢气是由氢元素组成的，符合以上关于产物情况的分析，所以氢气可能是该反应的生成物，故A不选；
B．氯气由氯元素组成，符合以上关于产物情况的分析，所以氯气可能是该反应的生成物，故B不选；
C．碳酸钠是由碳、氧和钠三种元素组成，由以上分析可知生成物中不可能含有碳元素，所以生成物中不可能含有碳酸钠，故C选；
D．氢氧化钠是由钠、氧和氢三种元素组成，符合以上关于产物情况的分析，所以可能是生成物，故D不选．
故答案为：C；
Ⅱ．电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，所以精制饱和食盐水进入阳极，阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电极电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯；
故答案为：阳极；防止氢氧根离子与氯气反应，防止氯气和氢气反应；
Ⅲ．当左边电极收集到1680L（标准状况）Cl2时，n（Cl2）=$\frac{1680L}{22.4L/mol}$=75mol，电解氯化钠的离子方程式为：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-，生成氢氧化钠是150mol，所以氢氧化钠的浓度是：$\frac{150mol}{25L}$=6mol/L，
故答案为：6mol/L；
（3）电解氯化镁：MgCl2$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，2Cl--2e-═Cl2↑，阴极上镁离子放电生成镁单质，Mg2++2e-═Mg，
故答案为：Mg2++2e-═Mg；
（4）氯化镁易水解，反应的方程式为：MgCl2+2H2O?2HCl+Mg（OH）2，在空气中加热氯化镁晶体，镁离子水解生成的HCl易挥发，生成氢氧化镁沉淀，加热生成氧化镁，所以若工艺流程过程③直接在空气中加热灼烧，最终得到氧化镁，
答：不能，直接加热由于六水合氯化镁水解，氯化氢挥发得不到无水氯化镁而得到氧化镁．

点评 本题以海水资源及其利用为载体综合考查物质的分离、制备，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目涉及金属的冶炼、物质的分离和提纯、氧化还原反应等知识点，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
18．25℃，在20mL0.1mol•L-1氨水溶液中逐滴加入0.2mol•L-1HCl溶液，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示，已知0.1mol•L-1氨水的电离度为1.32%．下列说法不正确的是（　　）
A．在A点处的溶液中pH＜12B．在B点：c（NH4+）=c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）
C．在C点：c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）D．在D点：c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2c（Cl-）
19．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（　　）
A．生成物能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的△H＞0，吸热反应的△H＜0
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件的△H不同
16．在密闭容器里，通入x mol H2（g）和y molI2（g），发生反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H＜0．改变下列条件，反应速率将如何改变？（填“增大”“减小”或“不变”）
（1）升高温度增大；        
（2）扩大容器的体积减小；
（3）充入更多的H2增大；     
（4）加催化剂增大．
3．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，且最外层电子数之和为20．X与Y、Z位于相邻周期，Z元素原子最外层电子数既是X元素原子内层电子数的3倍，又是Y元素原子最外层电子数的2倍．下列说法正确的是（　　）
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞X
C．最简单氢化物的稳定性：W＜Z＜X
D．Y的氧化物不属于两性氧化物
13．N4最初由罗马大学的Fulvio　Cacace及其同事发现，向一恒容、绝热的密闭容器中加入一定量的N2和H2，发生如下反应：①N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H1=-92.2kJ•mol；②4NH3（g）?N4（g）+6H2（g）△H2=+1066.4kJ•mol；③2N2（g）?N4（g）△H3．以下有关说法正确的是（　　）
A．反应③为放热反应
B．当容器内湿埋不再变化时，上述各反应均达到化学平衡状态
C．当混合气体的密度不再变化时，上述各反应均达到化学平衡状态
D．若反应①的平衡常数为K1，反应②的平衡常数为K2，则反应③的平衡常数K3=2K1•K2
20．下列物质的应用或现象解释错误的是（　　）
A．废旧电池必须回收，主要目的是回收其中的金属
B．“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是指单质硅
C．利用风能，太阳能等清洁能源代替化石燃料，可减少环境污染
D．“光化学烟雾”，“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化物有关
11．下列溶液中Cl-的物质的量浓度最大的是（　　）
A．200mL 2mol/L MgCl2溶液B．1000mL 2.5mol/L NaCl溶液
C．250mL 1mol/L AlCl3溶液D．300mL 5mol/L KCl溶液
12．某元素基态原子的外围电子排布式为3d24s2，下列说法正确的是（　　）
A．该元素位于元素周期表中第四周期ⅣB族
B．该元素位于s区
C．该元素的最高化合价为+2价
D．该元素基态原子中能量最高的是3d电子

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网