题目内容

【题目】海水是一个巨大的化学资源宝库,利用海水可以获得许许多多化工产品。

(1)由海水晒盐制得的氯化钠可用于氯碱工业的原料,以生产烧碱及氢气、氯气,该电解反应的离子方程式为 。

(2)利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去):

盐卤低浓度Br2溶液ⅠBr2

写出Br2与Na2CO3溶液反应的离子方程式(提示:氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶5) 。

(3)盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子,以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去):

已知生成氢氧化物沉淀的pH如下:

沉 淀 物

开 始 沉 淀

沉 淀 完 全

Fe (OH)3

2.7

3.7

Fe (OH)2

7.6

9.6

Mn (OH)2

8.3

9.8

Mg (OH)2

9.6

11.1

①步骤②中需控制pH=9.8,其目的是 。

②用NaClO 氧化Fe2+得到Fe (OH)3沉淀的离子方程式是: 。

③NaClO还能除去盐卤中的尿素[CO (NH2)2],生成盐类物质和能参与大气循环的物质,有关反应原理为:3NaClO+ CO (NH2)2 ═ 3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O 。请你计算若除去盐卤中含有的0.1mol CO (NH2)2时需消耗NaClO g。

【答案】

(1)2Cl―+2H2OCl2↑+H2↑+2OH ―

(2)3Br2+3CO32―= BrO3―+5Br―+3CO2↑ ;

(3)①使溶液中含有的Fe2+、Fe3+、Mn2+杂质完全生成沉淀而除去 ②ClO―+2Fe2++5H2O=2 Fe (OH)3↓+Cl―+4H+ ③ 22.35

【解析】

试题分析:(1)电解氯化钠溶液在阴极生成氢氧化钠和氢气,阳极生成氯气,其电解反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;

(2)Br2与Na2CO3反应生成NaBrO3、NaBr和CO2,Br元素部分由0价升高到+5价,另一部分从0价降低到-1价,则生成的NaBrO3与NaBr的物质的量之比为1:5,所以配平方程式为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑,故答案为:3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑;

(3)盐卤加水溶解,加NaClO将Fe2+氧化成Fe3+,然后加入NaOH调节pH为9.8,使Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为氢氧化物沉淀,过滤,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到,氯化镁晶体,在HCl气氛中加热得到无水氯化镁,电解熔融的氯化镁得到Mg;

①步骤②中需控制pH=9.8在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,即控制pH=9.8的目的:除去溶液中含有的Fe2+、Fe3+、Mn2+杂质,使之完全生成沉淀而除去;故答案为:除去溶液中含有的Fe2+、Fe3+、Mn2+杂质,使之完全生成沉淀而除去;

②加入次氯酸钠会氧化亚铁离子为三价铁,则次氯酸钠与Fe2+、H2O反应生成Fe(OH)3、Cl-和H+,反应的离子方程式为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+;故答案为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+;

③NaClO还能除去盐卤中的CO(NH2)2,生成盐和能参与大气循环的物质,其反应为3NaClO+CO(NH2)2═3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O,由方程式中物质之间的关系可知,0.1mol CO(NH2)2消耗NaClO为0.3mol,则m(NaClO)=nM=0.3mol×74.5g/mol=22.35g,故答案为:22.35。

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