Question

4．海水中蕴藏着丰富的资源，人类需要的很多材料都来源于海水的综合利用．
（1）下列有关海水综合利用的说法中正确的是C
A．只需通过物理变化，可从海水中得到钾单质
B．海水通过蒸发可得到淡水，通过蒸馏可得到粗盐
C．从海水中可制取溴及其化工产品
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
（2）海水中丰富的氯化钠是重要的化工原料，写出工业上用NaCl制备金属钠的化学方程式2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑
（3）若用石墨作电极电解饱和食盐水，阳极电极反应式2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极电极反应式2H⁺+2e^-=H₂↑，电解的总反应的化学方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，用平衡的原理解释在阴极区溶液显碱性的原因因为H⁺在阴极放电，使H⁺浓度减少，破坏了水的电离平衡，水的电离平衡向正反应移动，使OH^-浓度增大，溶液显碱性
（4）若用石墨作电极电解氢氧化钠溶液，则电解池的阴极电极反应式为4H⁺+4e^-=2H₂↑，阳极电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）A．可从化合价的变化思考；
B．海水中通过蒸发提取粗盐；
C．自然界中溴元素主要存在海水中；
D．根据能量转化的方式分析；
（2）工业上用电解熔融的NaCl制备金属钠，电解熔融的氯化钠生成钠与氯气；
（3）氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气；阴极阳离子放电，结合溶液中的阳离子分析；
（4）惰性电极电解氢氧化钠溶液，阴极阳离子得电子，阳极阴离子失电子．

解答 解：（1）A．海水中含有的钾元素是以K⁺的形式存在，要转化为钾单质，钾元素必然降价，要发生还原反应，即只经过物理变化不能从海水中得到钾单质，故A正确；
B．海水中含有氯化钠，经过海水蒸发制得氯化钠，不是蒸馏，故B错误；
C．自然界中溴元素主要存在海水中，所以从海水中可制取溴及其化工产品，故C正确；
D．利用朝汐发电是朝汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故D错误；
故选C；
2）工业上用电解熔融的NaCl制备金属钠，电解熔融的氯化钠生成镁与氯气，反应化学方程式为2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（3）阳极发生氧化反应，氯离子在阳极放电生成氯气，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氢离子在阴极得电子生成氢气，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，电解的总反应的化学方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；阴极阳离子放电，溶液中的阳离子有钠离子和氢离子，氢离子得电子能力大于钠离子，在氢离子在阳极得电子，溶液中的氢离子由水电离，H⁺在阴极放电，使H⁺浓度减少，破坏了水的电离平衡，水的电离平衡向正反应移动，使OH^-浓度增大，溶液显碱性；
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2H⁺+2e^-=H₂↑；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；因为H⁺在阴极放电，使H⁺浓度减少，破坏了水的电离平衡，水的电离平衡向正反应移动，使OH^-浓度增大，溶液显碱性；
（4）惰性电极电解氢氧化钠溶液，阴极阳离子得电子，即氢离子在阴极得电子生成氢气，其电极方程式为：4H⁺+4e^-=2H₂↑，阳极阴离子失电子，即氢氧根离子在阴极上失电子生成氧气，则阴极的电极方程式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案为：4H⁺+4e^-=2H₂↑；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

点评 本题考查海水资源的综合利用、电解原理的应用等，题目难度中等，注意根据氧化还原反应理解电解池原理以及电极反应方程式的书写方法．