Question

19．水是人类赖以生存不可缺少的物质，水质优劣直接影响人体健康
（1）天然水在净化处理过程中常加入明矾作混凝剂，其净水作用的原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺（用离子方程式表示）．
（2）含有较多Ca²⁺、Mg²⁺的水称为硬水，家庭可以用肥皂水检验水的硬度，因为高级脂肪酸钠与硬水中的钙离子、镁离子形成硬脂酸钙、硬脂酸镁沉淀．经查阅资料可知，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．lmgMgO），已知水的硬度在8°以下的称为软水，在8°以上的称为硬水．现有某一品牌的山泉水中c（Ca²⁺）=1.2×l0^-3 mol/L，c（Mg²⁺）=6×l0^-4mol/L那么此水是（填“是”或“否”）属于硬水．
（3）人类把海水淡化，就可以得到大量的饮用水，常规蒸馏法，技术和工艺比较完备，但也存在较大缺陷，大量推广离子交换法和电渗析法．电渗析法淡化海水的示意图如图1所示，其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过．阳极的主要电极反应式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，在阴极附近加入无色酚酞，看到的现象是溶液变红，有无色气体放出，淡水的出口为b（填“a”“b”或“c”）．

（4）海水资源的综合利用可获得一系列的化工产品，其中利用海水制得的食盐可制取纯碱，其简要流程如图2所示：
①完成操作1所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
②滤出晶体C后，从滤液D中提取氯化铵有两种方法：
方法一、通入氨气，冷却、加食盐，过滤；
方法二、不通氨气，冷却、加食盐，过滤．
对两种方法的评价正确的是ad（填序号）
a．方法一析出的氯化铵纯度更高          b．方法二析出的氯化铵纯度更高
c．方法一的滤液可直接循环使用          d．方法二的滤液可直接循环使用
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．将产品溶解，加入H₂O₂，加热至沸，再加入BaCl₂溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵．加热至沸的目的是使Fe³⁺完全水解为Fe（OH）₃，滤渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）明矾可水解生成具有吸附性的胶体；
（2）硬水是含有较多可溶性钙盐、镁盐的水，肥皂中含有高级酯肪酸钠，能与钙离子生成沉淀，依据硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO），将水中的Ca²⁺、Mg²⁺质量折算成CaO的质量计算得到；
（3）依据电渗析法淡化海水示意图分析，阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过．所以阳极上是阴离子失电子发生氧化反应，海水中的氯离子失电子生成氯气；阴极是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大；在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，所以水在b处流出；
（4）在氨气饱和的氯化钠溶液中通入二氧化碳，反应生成碳酸氢钠，过滤得到氯化铵溶液以及碳酸氢钠，加热碳酸氢钠得到碳酸钠，
①操作1为过滤，用于分离固体和液体；
②滤液D中含有碳酸氢钠和氯化铵，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氢钠生成碳酸钠，再加食盐，过滤，析出的氯化铵纯度更高；
b．方法二没有通氨气，冷却、加食盐，过滤，析出的氯化铵中会有碳酸氢钠，纯度不高；
c．方法一的滤液含有碳酸钠不可直接循环使用；          
d．方法二的滤液主要成分还是碳酸氢钠和氯化铵，还有氯化钠，可直接循环使用；
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．将产品溶解，加入H₂O₂，将亚铁离子氧化成铁离子，加热至沸，促使铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根离子沉淀，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵，据此答题．

解答 解：（1）然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂，因明矾水解生成具有吸附性的胶体，反应的离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（胶体）+3H⁺，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（胶体）+3H⁺；
（2）硬水是含有较多可溶性钙盐、镁盐的水，肥皂中含有高级酯肪酸钠，能与硬水中的钙离子、镁离子形成硬脂酸钙、硬脂酸镁沉淀，
某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol•L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol•L^-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10^-3mol，相当于CaO质量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10^-4mol，相当于氧化镁质量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，水的硬度=$\frac{76.2mg}{10mg}$+$\frac{24mg}{7.1mg}$=10°，属于硬水；
故答案为：Ca²⁺、Mg²⁺；高级脂肪酸钠与硬水中的钙离子、镁离子形成硬脂酸钙、硬脂酸镁沉淀；是；
（3）依据电渗析法淡化海水示意图分析，阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过，所以阳极上是阴离子失电子发生氧化反应，海水中的氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极是氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，阴极附近氢氧根离子浓度增大，在阴极附近加入无色酚酞，可以看到阴极附近溶液变红色，有无色气体放出；在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，所以水在b处流出，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；溶液变红，有无色气体放出； b；
（4）①操作1为过滤，所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
②滤液D中含有碳酸氢钠和氯化铵，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氢钠生成碳酸钠，再加食盐，过滤，析出的氯化铵纯度更高，故a正确；
b．方法二没有通氨气，冷却、加食盐，过滤，析出的氯化铵中会有碳酸氢钠，纯度不高，故b错误；
c．方法一的滤液含有碳酸钠不可直接循环使用，故c错误；          
d．方法二的滤液主要成分还是碳酸氢钠和氯化铵，还有氯化钠，可直接循环使用，故d正确；
故答案为：ad；
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．将产品溶解，加入H₂O₂，将亚铁离子氧化成铁离子，加热至沸，促使铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根离子沉淀，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵，所以滤渣的主要成分是，
故答案为：使Fe³⁺完全水解为Fe（OH）₃；Fe（OH）₃、BaSO₄．

点评 本题以海水资源开发利用为载体综合考查物质的分离、提纯，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目涉及粗盐的提纯、水的净化、硬水的软化、电解食盐水等，是对知识的综合应用，难度中等．