Question

19．水是人類(lèi)賴(lài)以生存不可缺少的物質(zhì)，水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康
（1）天然水在凈化處理過(guò)程中常加入明礬作混凝劑，其凈水作用的原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺（用離子方程式表示）．
（2）含有較多Ca²⁺、Mg²⁺的水稱(chēng)為硬水，家庭可以用肥皂水檢驗(yàn)水的硬度，因?yàn)楦呒?jí)脂肪酸鈉與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀．經(jīng)查閱資料可知，硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7．lmgMgO），已知水的硬度在8°以下的稱(chēng)為軟水，在8°以上的稱(chēng)為硬水．現(xiàn)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”）屬于硬水．
（3）人類(lèi)把海水淡化，就可以得到大量的飲用水，常規(guī)蒸餾法，技術(shù)和工藝比較完備，但也存在較大缺陷，大量推廣離子交換法和電滲析法．電滲析法淡化海水的示意圖如圖1所示，其中陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過(guò)．陽(yáng)極的主要電極反應(yīng)式是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，在陰極附近加入無(wú)色酚酞，看到的現(xiàn)象是溶液變紅，有無(wú)色氣體放出，淡水的出口為b（填“a”“b”或“c”）．

（4）海水資源的綜合利用可獲得一系列的化工產(chǎn)品，其中利用海水制得的食鹽可制取純堿，其簡(jiǎn)要流程如圖2所示：
①完成操作1所需的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯．
②濾出晶體C后，從濾液D中提取氯化銨有兩種方法：
方法一、通入氨氣，冷卻、加食鹽，過(guò)濾；
方法二、不通氨氣，冷卻、加食鹽，過(guò)濾．
對(duì)兩種方法的評(píng)價(jià)正確的是ad（填序號(hào)）
a．方法一析出的氯化銨純度更高          b．方法二析出的氯化銨純度更高
c．方法一的濾液可直接循環(huán)使用          d．方法二的濾液可直接循環(huán)使用
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，加熱至沸，再加入BaCl₂溶液，過(guò)濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨．加熱至沸的目的是使Fe³⁺完全水解為Fe（OH）₃，濾渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）明礬可水解生成具有吸附性的膠體；
（2）硬水是含有較多可溶性鈣鹽、鎂鹽的水，肥皂中含有高級(jí)酯肪酸鈉，能與鈣離子生成沉淀，依據(jù)硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1mgMgO），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺質(zhì)量折算成CaO的質(zhì)量計(jì)算得到；
（3）依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過(guò)．所以陽(yáng)極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣；陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，所以水在b處流出；
（4）在氨氣飽和的氯化鈉溶液中通入二氧化碳，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，過(guò)濾得到氯化銨溶液以及碳酸氫鈉，加熱碳酸氫鈉得到碳酸鈉，
①操作1為過(guò)濾，用于分離固體和液體；
②濾液D中含有碳酸氫鈉和氯化銨，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氫鈉生成碳酸鈉，再加食鹽，過(guò)濾，析出的氯化銨純度更高；
b．方法二沒(méi)有通氨氣，冷卻、加食鹽，過(guò)濾，析出的氯化銨中會(huì)有碳酸氫鈉，純度不高；
c．方法一的濾液含有碳酸鈉不可直接循環(huán)使用；          
d．方法二的濾液主要成分還是碳酸氫鈉和氯化銨，還有氯化鈉，可直接循環(huán)使用；
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加熱至沸，促使鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根離子沉淀，過(guò)濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨，據(jù)此答題．

解答 解：（1）然水在凈化處理過(guò)程中加入明礬做混凝劑，因明礬水解生成具有吸附性的膠體，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）硬水是含有較多可溶性鈣鹽、鎂鹽的水，肥皂中含有高級(jí)酯肪酸鈉，能與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀，
某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol•L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol•L^-1，硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1mgMgO）；1L水中鈣離子物質(zhì)的量=1.2×10^-3mol，相當(dāng)于CaO質(zhì)量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中鎂離子物質(zhì)的量=6×10^-4mol，相當(dāng)于氧化鎂質(zhì)量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，水的硬度=$\frac{76.2mg}{10mg}$+$\frac{24mg}{7.1mg}$=10°，屬于硬水；
故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺；高級(jí)脂肪酸鈉與硬水中的鈣離子、鎂離子形成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀；是；
（3）依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過(guò)，所以陽(yáng)極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，在陰極附近加入無(wú)色酚酞，可以看到陰極附近溶液變紅色，有無(wú)色氣體放出；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，所以水在b處流出，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；溶液變紅，有無(wú)色氣體放出； b；
（4）①操作1為過(guò)濾，所需的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
②濾液D中含有碳酸氫鈉和氯化銨，a．方法一通入氨，使溶液中的碳酸氫鈉生成碳酸鈉，再加食鹽，過(guò)濾，析出的氯化銨純度更高，故a正確；
b．方法二沒(méi)有通氨氣，冷卻、加食鹽，過(guò)濾，析出的氯化銨中會(huì)有碳酸氫鈉，純度不高，故b錯(cuò)誤；
c．方法一的濾液含有碳酸鈉不可直接循環(huán)使用，故c錯(cuò)誤；          
d．方法二的濾液主要成分還是碳酸氫鈉和氯化銨，還有氯化鈉，可直接循環(huán)使用，故d正確；
故答案為：ad；
③提取的NH₄Cl中含有少量Fe²⁺、SO₄^2-．將產(chǎn)品溶解，加入H₂O₂，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加熱至沸，促使鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀，再加入BaCl₂溶液，使硫酸根離子沉淀，過(guò)濾，蒸發(fā)結(jié)晶，得到工業(yè)氯化銨，所以濾渣的主要成分是，
故答案為：使Fe³⁺完全水解為Fe（OH）₃；Fe（OH）₃、BaSO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題以海水資源開(kāi)發(fā)利用為載體綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及粗鹽的提純、水的凈化、硬水的軟化、電解食鹽水等，是對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用，難度中等．