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）用NaCl做原料可以得到多种产品．
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是

 

．
②实验室用惰性电极电解100mL0.1mol/L NaCl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）．
（2）分离出粗盐后的卤水中蕴含丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl₂粗产品．
粗产品的溶液中含有Na⁺、Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺，需将Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去；Fe（OH）₂呈絮状，常将其转化为Fe（OH）₃而除去（生成氢氧化物沉淀的pH见表）．选择一种物质可以实现Fe²⁺ 到Fe³⁺的转化，又不带入新的杂质，这种氧化剂最好选用

 

，（写化学式）最终控制溶液的pH为

 

．

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	9.8	11.1

（3）碘在地壳中主要以NaIO₃的形式存在，在海水中主要以I^-的形式存在．几种粒子之间有如下转化关系：

①如以途径Ⅰ制取I₂，加的Cl₂要适量，如过量就会发生途径Ⅲ的副反应，在该副反应产物中IO₃^-与Cl^-物质的量之比为1：6，则氧化剂和还原剂物质的量之比为

 

．
②如以途径Ⅱ在溶液中制取I₂，反应后的溶液显酸性，则反应的离子方程式是：

 

．

Answer 1

考点：海水资源及其综合利用

专题：实验设计题,卤族元素

分析：（1）①根据电解原理书写；
②根据电解方程式和pH的计算思考；
（2）氧化亚铁离子的氧化剂不能引入新的杂质，选择过氧化氢做氧化剂，被还原为水，不引入新的杂质，调节溶液PH应使铁离子全部沉淀；
（3）①氯气和碘离子发生氧化还原反应，氯气是氧化剂，碘离子是还原剂，写出方程式，根据方程式即可解答；
②IO₃^-具有氧化性，HSO₃^-具有还原性，反应物中+5价的碘被还原成0价的碘，+4价的硫被氧化成+6价的硫．

解答： 解：I（1）①用氯化钠制取金属钠，采用电解熔融状态的氯化钠，生成钠和氯气，即为2NaCl

通电  .

2Na+Cl₂↑，故答案为：2NaCl

通电  .

2Na+Cl₂↑；
②用惰性电极电解食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，化学方程式为：2NaCl+2HO

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．生成的氯气和氢气共

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，则根据化学方程式，生成0.5mol氢气和氯气则生成0.5mol氢氧化钠，即氢氧化钠的浓度为

0.005mo

0.5L

=0.01mol/L，则氢离子浓度为

10-14

0.01

=10^-12，pH为12，故答案为：12；
（2）氧化亚铁离子的氧化剂不能引入新的杂质，选择过氧化氢做氧化剂，被还原为水，不引入新的杂质，调节溶液PH应使铁离子、锰离子全部沉淀；溶液PH调节3.7～9.8；
故答案为：H₂O₂；3.7～9.8；
（3）①氯气和碘离子发生氧化还原反应的方程式为：3Cl₂+I^-+3H₂O=6Cl^-+IO₃^-+6H⁺，当该反应产物中，IO₃^-与Cl^-的物质的量之比为1：6时，氧化剂氯气和还原剂碘离子的物质的量之比为3：1，故答案为：3：1；　　　 　
②如以途径Ⅱ在溶液中制取I₂，IO₃^-作氧化剂，反应物中+5价的碘被还原成0价的碘，HSO₃^-具作还原剂，+4价的硫被氧化成+6价的硫，
故答案为：2IO^-+5HSO₃^-═5SO₄^2-+H₂O+3H⁺+I₂．

点评：本题主要考查了常见元素的化合价及常见物质的性质，杂质离子除杂实验方法，利用氧化还原反应的知识来分析解答是本题的关键，题目难度中等．