Question

15．海水中主要離子的含量如下：

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）常溫下，海水的pH在7.5～8.6之間，其原因是（用離子方程式表示）HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）電滲析法淡化海水示意圖如圖所示，其中陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．陰極上產(chǎn)生氫氣，陰極附近還產(chǎn)生少量白色沉淀，其成分有Mg（OH）₂和CaCO₃，生成CaCO₃的離子方程式是Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O．
（3）用海水可同時生產(chǎn)氯化鈉和金屬鎂或鎂的化合物，其流程如下圖所示：

①在實驗室中由粗鹽“重結(jié)晶”制精鹽的操作包括溶解、過濾、蒸發(fā)…洗滌等步驟；有關(guān)其中“蒸發(fā)”步驟的敘述正確的是bd．
a．蒸發(fā)的目的是得到熱飽和溶液
b．蒸發(fā)的目的是析出晶體
c．應(yīng)用余熱蒸干溶液
d．應(yīng)蒸發(fā)至有較多晶體析出時為止
②由MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O晶體時，也需要蒸發(fā)，蒸發(fā)的目的是得到熱飽和溶液，判斷溶液已飽和的現(xiàn)象是溶液表面形成晶膜．
（4）25℃時，飽和Mg（OH）₂溶液的濃度為5×10^-4 mol/L．
①飽和Mg（OH）₂溶液中滴加酚酞，現(xiàn)象是溶液變紅．
②某學習小組測海水中Mg²⁺含量（mg/L）的方法是：取一定體積的海水，加入足量鹽酸，再加入足量NaOH，將Mg²⁺轉(zhuǎn)為Mg（OH）₂．25℃，該方法測得的Mg²⁺含量與表中1272mg/L的“真值”比，相對誤差約為-5.6%[保留2位小數(shù)，海水中飽和Mg（OH）₂溶液的密度都以l g/cm³計]．

Answer 1

分析 （1）碳酸氫根發(fā)生水解呈堿性；
（2）氫離子在陰極上產(chǎn)生氫氣，此時陰極中集聚了大量氫氧根離子，并與鎂離子生成Mg（OH）₂白色沉淀，同時又和碳酸氫根生成碳酸根離子，碳酸根又和鈣離子結(jié)合生成CaCO₃；
（3）①氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，故蒸發(fā)的目的不是得到熱飽和溶液，而是把水蒸出使晶體析出，最后應(yīng)蒸發(fā)至有較多晶體析出時為止；
②由MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O晶體時，也需要蒸發(fā)，蒸發(fā)的目的是得到熱飽和溶液；
（4）①飽和Mg（OH）₂溶液呈堿性；
②取一定體積的海水，加入足量鹽酸除掉碳酸氫根，再加入足量NaOH，將Mg²⁺轉(zhuǎn)為Mg（OH）₂．由25℃時，飽和Mg（OH）₂溶液的濃度為5×10^-4 mol/L．求得1L溶液中鎂離子的質(zhì)量為5×10^-4mol/L×24g/mol=1200mg/L．25℃，該方法測得的Mg²⁺含量與表中1272mg/L的“真值”比，相對誤差約為$\frac{1200-1272}{1272}×100%$=-5.6%．

解答 解：（1）常溫下，海水的pH在7.5～8.6之間，其原因是存在碳酸氫根發(fā)生水解呈堿性，離子方程式為HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）氫離子在陰極上產(chǎn)生氫氣，此時陰極中集聚了大量氫氧根離子，并與鎂離子生成Mg（OH）₂白色沉淀，同時又和碳酸氫根生成碳酸根離子，碳酸根又和鈣離子結(jié)合生成CaCO₃，生成CaCO₃的離子方程式是Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂；Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，故蒸發(fā)的目的不是得到熱飽和溶液，而是把水蒸出使晶體析出，最后應(yīng)蒸發(fā)至有較多晶體析出時為止，選擇bd，
故答案為：bd；
②由MgCl₂溶液得到MgCl₂•6H₂O晶體時，也需要蒸發(fā)，蒸發(fā)的目的是得到熱飽和溶液，判斷溶液已飽和的現(xiàn)象是溶液表面形成晶膜，
故答案為：溶液表面形成晶膜；
（4）①飽和Mg（OH）₂溶液中滴加酚酞，由于溶液呈堿性，現(xiàn)象是溶液變紅，故答案為：溶液變紅；
 ②取一定體積的海水，加入足量鹽酸除掉碳酸氫根，再加入足量NaOH，將Mg²⁺轉(zhuǎn)為Mg（OH）₂．由25℃時，飽和Mg（OH）₂溶液的濃度為5×10^-4 mol/L．求得1L溶液中鎂離子的質(zhì)量為5×10^-4mol/L×24g/mol=1200mg/L．25℃，該方法測得的Mg²⁺含量與表中1272mg/L的“真值”比，相對誤差約為$\frac{1200-1272}{1272}×100%$=-5.6%
故答案為：鹽酸；-5.6．

點評 本題考查了海水淡化的電滲析原理的分析判斷，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，海水中溴的提取過程，溶液中得到固體的條件應(yīng)用，反應(yīng)過程中的氧化劑計算，注意氯氣兩次氧化消耗，題目難度中等．