Question

7．海水是巨大的資源寶庫(kù)，利用海水提取食鹽的過(guò)程如圖所示．回答下列問(wèn)題：

（1）①粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，精制時(shí)所用試劑為：A：鹽酸；B：BaCl₂溶液；C：NaOH溶液；D：Na₂CO₃溶液．加入試劑的順序是CBDA或BCDA．
②電解飽和食鹽水時(shí)，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與電源負(fù)極相連的電極附近溶液pH的變化是變大．
（2）工業(yè)上從海水中提取的NaCl，可用來(lái)制取純堿，其簡(jiǎn)要過(guò)程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應(yīng)后過(guò)濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿，則氣體B是CO₂（填化學(xué)式），由NaCl制取純堿反應(yīng)的化學(xué)方程為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（3）海水提鎂的一段工藝流程如圖：

濃海水的主要成分如下：

離子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
濃度/（g•L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的物質(zhì)的量為1.2mol．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，過(guò)濾要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以將過(guò)量的鋇離子沉淀最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子進(jìn)行分析；
②根據(jù)電解池的工作原理，分析兩個(gè)電極上放電的離子，并確定生成的物質(zhì)，以此書寫電極反應(yīng)式以及判斷溶液酸堿性；
（2）根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；
（3）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，應(yīng)是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過(guò)濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，計(jì)算1L溶液中Mg²⁺的質(zhì)量，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂計(jì)算氫氧化鎂的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）①因用蒸發(fā)結(jié)晶的方法可以從海水中獲得食鹽，鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過(guò)量的石灰乳可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過(guò)量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，在進(jìn)行過(guò)濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，所以添加試劑的順序?yàn)椋篊BDA或BCDA，
故答案為：CBDA或BCDA；  
②電解飽和食鹽水時(shí)，與正極相連的陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與負(fù)極相連的陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H⁺+2e=H₂↑，H⁺不斷消耗，使得溶液中C（OH^-）增大，pH變大，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；變大；
（2）向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，則氣體B是二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿，上述反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CO₂；NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過(guò)濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過(guò)濾、干燥的產(chǎn)品2為Mg（OH）₂，
溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g     58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×$\frac{58g}{24g}$=69.6g，氫氧化鎂的物質(zhì)的量n[Mg（OH）₂]=$\frac{69.6g}{58g/mol}$=1.2mol，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓；1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題主要以海水化學(xué)資源的利用為背景，考查了粗鹽的提純、電解飽和食鹽水、候氏制堿、海水中提取Mg的原理、化學(xué)反應(yīng)計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，掌握基礎(chǔ)知識(shí)為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．