Question

5．二十一世紀是海洋開發與利用的世紀，我省實施黃藍兩大國家戰略形成新的發展格局，海洋化學資源的綜合利用將是重點發展領域之一．
（1）在海灘上，你能看到各種各樣的物質，除海洋生物外，最常見的有海沙、貝殼和海水．雖然它們性質和用途各異，但是元素組成的角度看，這些物質僅是由氧、碳、氫、率、鈣等有限的幾種元素組成的．
請回答：

①海沙是由石英和貝殼碎片組成，貝殼的主要成分是CaCO₃．
②海水中含有多種無機鹽，各離子的含量如圖所示，其中由硫酸根離子和鉀離子構成的化學式是K₂SO₄．假設海水中鹽的含量為3.8%．鉀離子全部以氯化鉀的形式存在，則W g海水中含有氯化鉀質量的計算公式為$\frac{Wg×3.8%×1.10%×74.5}{39}$．
③各地海水中鹽的含量并不完全相同，在接近入海口處，海水中鹽的含量較低，原因是河水中的淡水將海水中的鹽分稀釋．
（2）海水曬鹽得到粗鹽，剩余的母液稱為苦鹵，粗鹽和苦鹵用途廣泛
為了除去粗鹽溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，可按照下列實驗步驟進行：①加過量BaC_l2溶液；②加過量NaOH溶液；③加過量Na₂CO₃溶液；④過濾；⑤加入適量鹽酸．其中步驟③加過量Na₂CO₃溶液的目的是除去溶液中的鈣離子和鋇離子．
利用苦鹵制取鎂，主要流程如圖：

步驟Ⅱ中的試劑a是鹽酸．步驟Ⅰ中反應的化學方程式是MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓．
（3）1926年的“聯合制堿法”改進了國外的純堿生產工藝，主要流程如圖所示：

①它是由我國著名化學家侯德榜 創立的．
②如何取出從沉淀池中不斷結晶析出的碳酸氫鈉：過濾 （填操作名稱）；碳酸氫鈉在生產生活中的用途：食品發酵粉等（寫出一種即可）．
③它使原料氯化鈉的利用率從70%提高到96%，主要是因為設計了Ⅰ （填流程圖中的編號）的循環．
④寫出在沉淀池中發生反應的化學方程式NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）①根據貝殼的成分來分析；
②根據提供的元素和物質的類別來確定物質的化學式；根據溶質的質量=溶液的質量×溶液中溶質的質量分數來分析；
③從入海的河水含鹽量較低的原因來分析；
（2）加入過量的氯化鋇溶液可以除去硫酸鈉，加入過量的氫氧化鈉溶液可以除去氯化鎂，加入過量的碳酸鈉溶液可以除去氯化鈣和過量的氯化鋇；根據氯化鎂的生產流程，要將氫氧化鎂沉淀轉化為氯化鎂，應加入的試劑是稀鹽酸；海水中的氯化鎂能和氫氧化鈣反應生成氫氧化鎂沉淀，化學方程式為：MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；
（3）根據NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓及流程圖知，母液中溶質為氯化銨，向母液中通氨氣加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，循環Ⅰ中的氯化鈉有又返回到沉淀池．

解答 解：（1）①貝殼的主要成分是碳酸鈣；故填：CaCO₃；
②鉀元素顯+1價，硫酸根顯-2價，故硫酸鉀的化學式為K₂SO₄；Wg海水中含有鉀離子的質量為：Wg×3.8%×1.10%，那么氯化鉀的質量為：$\frac{Wg×3.8%×1.10%×74.5}{39}$；故填：K₂SO₄；$\frac{Wg×3.8%×1.10%×74.5}{39}$；
③在河流的入海口處，有大量的河水注入海洋，相對于海水來講，注入海洋的河流屬于淡水．所以注入海洋的河水，等于是增加了入海口處海水中的水（溶劑），造成該處海水鹽的濃度降低；故填：河水中的淡水將海水中的鹽分稀釋；
（2）加入過量碳酸鈉溶液的目的是除去溶液中的鈣離子和鋇離子，故填：除去溶液中的鈣離子和鋇離子；
由氯化鎂的生產流程，要將氫氧化鎂沉淀轉化為氯化鎂，應加入的試劑a是稀鹽酸；海水中的氯化鎂能和氫氧化鈣反應生成氫氧化鎂沉淀，化學方程式為：MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；故填：鹽酸；MgCl₂+Ca（OH）₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓；
（3）根據NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃↓及流程圖知，母液中溶質為氯化銨，向母液中通氨氣加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，循環Ⅰ是將未反應的氯化鈉返回沉淀池中，煅燒碳酸氫鈉時生成二氧化碳、二氧化碳能循環利用，從固液混合物中分離出固體的方法為過濾．沉淀池中發生的反應是氨氣、水、二氧化碳和氯化鈉反應生成氯化銨和碳酸氫鈉；
故答案為：①侯德榜．②過濾；食品發酵粉等．③Ⅰ．④NH₃+H₂O+CO₂+NaCl═NH₄Cl+NaHCO₃

點評 本題考查了實驗方案的設計，明確物質的性質是解本題關鍵，了解制備原理，知道常見陰陽離子的檢驗方法、物質分離的方法，難度中等．