Question

海水中蕴藏着丰富的资源．海水综合利用的流程图如下．

（1）粗盐中含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用．
粗盐提纯的步骤有：①加入过量的Na₂CO₃溶液；②加入过量的BaCl₂溶液；③加入过量的NaOH溶液；④调节溶液的pH等于7；⑤溶解；⑥过滤； ⑦蒸发．正确的操作顺序是

 

（填写序号字母）．
A．⑤①③②④⑥⑦B．⑤①②③⑥④⑦C．⑤③①②⑥④⑦D．⑤③②①⑥④⑦
（2）NaCl做原料可以得到多种产品．
①工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是：将金属钠迅速升温至熔化，并控制温度在300-400℃，通入经处理过的空气可制得过氧化钠，进行该处理的目的是

 

．工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠，你认为可能含有的杂质是

 

（填化学式）．
②实验室用惰性电极电解100mL0.1mol/LNaCl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

 

（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：

 

．
（3）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．
物质开始沉淀、沉淀完全需要的pH

物质	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mn（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀	2.7	7.6	8.3	9.6
沉淀完成	3.7	9.6	9.5	11.1

①粗产品的溶液中含有Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，需将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去．因此先向溶液中加入一种上述（2）中得到的物质NaClO，然后控制溶液的pH为

 

．
②在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒，利用电化学原理来防止内胆腐蚀，写出正极的电极反应式：

 

．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电解原理,物质的分离、提纯和除杂

专题：

分析：（1）把杂质转化为沉淀或气体除去，除钙离子用碳酸根离子，除镁离子用氢氧根离子，除Fe³⁺用氢氧根离子，除硫酸根离子用钡离子．要注意除杂质的顺序，后加的试剂最好能把前面先加的过量试剂除掉；
（2）①空气中的二氧化碳和水蒸气均能与过氧化钠反应，须先除去空气中的二氧化碳与水蒸气；钠和氧气缓慢氧化生成氧化钠；
②根据反应物、产物写出相应的电解方程式，根据方程式进行计算；
③由题意可知电解氯化钠溶液生成次氯酸钠和氢气；
（3）①从图中可看出将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去，PH最低应该为9.5，PH=10时Mg²⁺开始沉淀；
②金属发生电化学腐蚀，正极发生还原反应．

解答： 解：（1）去粗盐中的可溶性杂质：Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；
加入过量BaCl₂（去除硫酸根离子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入过量Na₂CO₃（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序；然后调节溶液的pH等于7后蒸发即可．所以顺序为⑤③②①⑥④⑦或⑤②③①⑥④⑦；
故答案为：D；
（2）①空气中的二氧化碳和水蒸气均能与过氧化钠反应，必须先除去空气中的二氧化碳与水蒸气，在通入到容器中和金属钠反应；钠在温度较低时可以和氧气缓慢氧化成氧化钠；
故答案为：防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸汽反应；Na₂O；
②因电解饱和食盐水的方程式：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，当产生的H₂的体积为112mL即0.005mol时，生成氢氧化钠的物质的量为0.01mol，所以溶液中NaOH的物质的量浓度=

0.01mol

0.1L

═0.1mol/L，所以氢离子的浓度为

1×10-14

0.1

=1×10^-13mol/L，pH=13，
故答案为：13；
③③根据题意可知，氯气和氢氧化钠溶液反应生成物中只有一种溶质，所以该溶质是偏铝酸钠，则反应的化学方程式是NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑，
故答案为：NaCl+H₂O

电解  .

NaClO+H₂↑；
（3）①从图中可看出将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去，PH最低应该为9.5，PH=10.0时Mg²⁺开始沉淀，所以PH值最大应小于10.0，
故答案为：9.5≤PH＜10.0；
②金属发生电化学腐蚀，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

点评：本题考查较为综合，涉及物质分离提纯、电解等知识，题目综合度较高，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大，注意试剂加入顺序和过量试剂的除去．