Question

14．海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源．海水綜合利用的流程圖如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）用NaCl做原料可以得到多種產(chǎn)品．
①工業(yè)上由NaCl制備金屬鈉的化學(xué)方程式是2NaCl（熔融） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
②實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解100mL NaCl溶液，若陰陽(yáng)兩極均得到112mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所得溶液的pH為13（忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化）．
③電解氯化鈉稀溶液可制備“84”消毒液，通電時(shí)氯氣被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ NaClO+H₂↑．
（2）分離出粗鹽后的鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl₂粗產(chǎn)品．從鹵水中提取鎂的步驟為：
a．將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰，并將石灰制成石灰乳；
b．將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過(guò)濾得到Mg（OH）₂沉淀；
c．在Mg（OH）₂沉淀中加入鹽酸得到MgCl₂溶液，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl₂•6H₂O；
d．將MgCl₂•6H₂O在一定條件下加熱得到無(wú)水MgCl₂；
e．電解熔融的氯化鎂可得到Mg．
①步驟d中的“一定條件”指的是氯化氫氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解．
②上述提取鎂的流程中，為了降低成本，減少污染，可以采取很多措施，請(qǐng)寫(xiě)出其中一點(diǎn)e步電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，利用HCl抑制d步中MgCl₂水解，并制得c步中所需用鹽酸．
③有同學(xué)認(rèn)為：步驟b后可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂，這樣可簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)約性原則．你同意該同學(xué)的想法嗎？不同意，請(qǐng)說(shuō)出你同意或不同意的理由因?yàn)镸gO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)會(huì)消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本．

Answer 1

分析 （1）①活潑金屬的制取一般采取電解熔融鹽的方法；
②由電解方程式可計(jì)算出氫氧根的濃度，進(jìn)而算出PH；
③根據(jù)題給信息寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物，配平即得電解方程式；
（2）①考慮鎂離子的水解，一定條件是防止水解的發(fā)生；
②按要求降低成本和減少污染，電解產(chǎn)物充分利用可達(dá)到目的；
③從氧化鎂高熔點(diǎn)考慮，氧化鎂熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)會(huì)消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本．

解答 解：（1）①因鈉比較活潑，制取時(shí)只能采用電解的方法，方程式為：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl（熔融） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
②電解飽和食鹽水在陰極得到氫氣，陽(yáng)極得到氯氣，氯氣的物質(zhì)的量為：$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol；
由2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH 可知，Cl₂↑～H₂↑～2NaOH，則n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.005mol=0.01mol，c（NaOH）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，所以pH=13，
故答案為：13；
③“84”消毒液為次氯酸鈉溶液，電解氯化鈉溶液制取次氯酸鈉的方程式為：NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，
故答案為：NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
（2）①M(fèi)gCl₂•6H₂O在一定條件下加熱得到無(wú)水MgCl₂，若直接加熱MgCl₂•6H₂O，會(huì)促進(jìn)Mg²⁺水解，得不到無(wú)水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，加鹽酸或在氯化氫氣流中可抑制Mg²⁺水解，故一定條件為在HCl氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解，
故答案為：氯化氫氣流中，抑制Mg²⁺水解；
②電解熔融氯化鎂得到的氯氣有毒，若排放大氣中會(huì)污染空氣，若把電解得到的氯氣和氫氣化合得到氯化氫，可制得c步需要的鹽酸，利用氯化氫氣流來(lái)抑制
Mg²⁺水解，即降低了成本，又防止了污染，
故答案為：e步電解產(chǎn)生的Cl₂用于制取HCl氣體，利用HCl抑制d步中MgCl₂水解，并制得c步中所需用鹽酸；
③氧化鎂熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)會(huì)消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本，故不同意該同學(xué)的想法．
故答案為：不同意，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)會(huì)消耗大量的電能而增加生產(chǎn)成本．

點(diǎn)評(píng) 本題考察了從海水中獲取化學(xué)資源的問(wèn)題．在計(jì)算PH時(shí)，可根據(jù)方程式或關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，回答一定條件，要從MgCl₂性質(zhì)入手，回答降低成本，要從循環(huán)利用、提高轉(zhuǎn)化率等角度考慮，題目難度中等．