Question

16．海水中主要离子的含量如下：

成分	含量/（mg/L）	成分	含量/（mg/L）
Cl-	18980	Ca2+	400
Na+	10560	HCO3-	142
SO42-	2560	Mg2+	1272

（1）常温下，海水的pH在7.5～8.6之间，其原因是（用离子方程式表示）HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）电渗析法淡化海水示意图如图1所示，其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过．阴极上产生氢气，阴极附近还产生少量白色沉淀，其成分有Mg（OH）₂和CaCO₃，生成CaCO₃的离子方程式是Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O．

（3）用海水可同时生产氯化钠和金属镁或镁的化合物，其流程如图2所示：
在实验室中由粗盐“重结晶”制精盐的操作包括溶解、过滤、蒸发…洗涤等步骤；有关其中“蒸发”步骤的叙述正确的是bd．
a．蒸发的目的是得到热饱和溶液
b．蒸发的目的是析出晶体
c．应用余热蒸干溶液
d．应蒸发至有较多晶体析出时为止
（4）25℃时，饱和Mg（OH）₂溶液的浓度为5×10^-4 mol/L．
①饱和Mg（OH）₂溶液中滴加酚酞，现象是溶液变红．
②某学习小组测海水中Mg²⁺含量（mg/L）的方法是：取一定体积的海水，加入足量盐酸，再加入足量NaOH，将Mg²⁺转为Mg（OH）₂．25℃，该方法测得的Mg²⁺含量与表中1272mg/L的“真值”比较，结果偏小．[填“偏大”、“偏小”或“相等”，海水中饱和Mg（OH）₂溶液的密度都以lg/cm³计]．

Answer 1

分析 （1）分析海水中存在的离子性质判断，碳酸氢根离子是弱酸阴离子水解显碱性；
（2）阴极是氢离子得到电子发生还原反应，阴极附近氢氧根离子浓度增大，和镁离子生成氢氧化镁沉淀；海水中含有碳酸氢根离子，钙离子，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成生成白色沉淀碳酸钙；
（3）根据氯化钠的溶解度受温度影响不大，所以蒸发的目的是析出晶体，同时蒸发至有较多晶体析出时停止加热；
（4）①根据Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq）计算C（OH^-），然后判断酸碱性；
②加入盐酸除去HCO₃^-，防止钙离子干扰；根据5×10^-4mol/L的氢氧化镁溶解在水中，所以它就是这个误差值．

解答 解：（1）海水中存在的碳酸氢根离子是弱酸阴离子，水解显碱性，离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）在阴极附近产生少量白色沉淀，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，阴极附近氢氧根离子浓度增大，和镁离子生成氢氧化镁沉淀；海水中含有碳酸氢根离子，钙离子，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成白色沉淀碳酸钙；生成碳酸钙沉淀的离子方程式为：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案为：Mg（OH）₂；Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
（3）氯化钠的溶解度受温度影响不大，所以蒸发的目的是析出晶体，同时蒸发至有较多晶体析出时停止加热，
故选：bd；
（4）①饱和Mg（OH）₂溶液中Mg（OH）₂溶液的浓度为5×10^-4mol/L，由Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq）可得，C（OH^-）=5×10^-4mol/L×2=1×10^-3mol/L，c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-3}}$mol/L=1×10^-11mol/L，溶液呈碱性，滴加酚酞，溶液变红；
故答案为：溶液变红；
②海水中含有HCO₃^-，钙离子，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成白色沉淀碳酸钙，影响测定结果，所以加入盐酸除去HCO₃^-，防止钙离子干扰；溶解的氢氧化镁：5×10^-4mol/L×24g/mol=12mg/L，与表中1272mg/L的“真值”比，相对误差约为-$\frac{12}{1272}$×100%=-0.94%，结果偏小．
故答案为：盐酸；偏小．

点评 本题以海水的综合利用为背景，主要考查了海水淡化、电解原理、蒸发结晶、饱和溶液的有关计算，掌握根据化学方程式计算的方法，易错点为（4），题目难度中等．