Question

2．海水中含有丰富的化工原料资源，可以从海水中提取各种化工原料．如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：试回答下列问题：

（1）粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，除去Mg²⁺所用试剂为C．
A．过量盐酸
B．过量BaCl₂溶液
C．过量NaOH溶液
D．过量Na₂CO₃溶液
（2）电解饱和食盐水时，阴极反应为2H₂O+2e^-═H₂+2OH^-．若欲将电解后饱和食盐水恢复至电解前，则可采取的方法是通入一定量的HCl气体．
（3）由MgCl₂•6H₂O晶体脱水制无水MgCl₂时，MgCl₂•6H₂O晶体应在通入HCl气体的气氛中加热脱水，该气体的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行．
（4）电解无水MgCl₂所得的镁蒸气可以在下列A气体中冷却．
A．Ar　B．N₂　C．CO₂　D．O₂．

Answer 1

分析 （1）根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
（2）根据电解池的工作原理，分析两个电极上放电的离子，并确定生成的物质，依据电解过程中出什么加什么的原则分析恢复溶液浓度；
（3）直接加热MgCl₂•3H₂O晶体得不到无水MgCl₂的原因是，加热生成的水中氯化镁水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，应在HCl气流中加热，抑制镁离子水解；
（4）根据能和金属镁发生反应的气体不能用来做冷却气体进行判断．

解答 解：（1）因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐，镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，除去Mg²⁺所用试剂为C，
故答案为：C；
（2）电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是2Cl^--2e→Cl₂，与负极相连的阴极发生的反应是：2H⁺+2e→H₂．H⁺不断消耗，使得溶液中[OH^-]增大，电解中外溢的是Cl₂、H₂，所以要确保原溶液浓度不变，只能向体系中通入一定量的HCl气体以补足损失的H、Cl原子；
故答案为：2H₂O+2e^-═H₂+2OH^-；通入一定量的HCl气体；
（3）直接加热MgCl₂•3H₂O晶体得不到无水MgCl₂的原因是，加热生成的水中氯化镁水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，MgCl₂•6H₂O晶体在HCL气流中加热脱水，在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl₂水解，且带走MgCl₂，6H₂O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl₂；该气体的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行；
故答案为：HCl；抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行；
（4）能和金属镁发生反应的气体：氮气、氧气、二氧化碳，所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂，故答案为：A．

点评 本题考查了海水资源及其综合应用，题目难度中等，注意掌握化学实验基本操作方法，明确物质分离与提纯方法，特别是除杂试剂的加入顺序，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．