Question

7．海水是巨大的資源寶庫，利用海水提取食鹽的過程如圖所示．回答下列問題：

（1）①粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質，精制時所用試劑為：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，與電源正極相連的電極上發生的反應為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與電源負極相連的電極附近溶液pH的變化是變大．
（2）工業上從海水中提取的NaCl，可用來制取純堿，其簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應后過濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿，則氣體B是CO₂（填化學式），由NaCl制取純堿反應的化學方程為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

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

Answer 1

分析 （1）①根據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行分析；
②根據電解池的工作原理，分析兩個電極上放電的離子，并確定生成的物質，以此書寫電極反應式以及判斷溶液酸堿性；
（2）根據制取純堿的原理：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，將過濾后的濾液進行脫硫，應是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過濾后干燥的產品2為氫氧化鎂，計算1L溶液中Mg²⁺的質量，根據Mg²⁺～Mg（OH）₂計算氫氧化鎂的物質的量．

解答 解：（1）①因用蒸發結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，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，在進行過濾，最后再加入鹽酸除去反應剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，所以添加試劑的順序為：CBDA或BCDA，
故答案為：CBDA或BCDA；  
②電解飽和食鹽水時，與正極相連的陽極發生的反應是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，與負極相連的陰極發生的反應是：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，上述反應的化學方程式分別為：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，將過濾后的濾液進行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過濾的方法得到產品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發生反應為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應得到Mg（OH）₂沉淀，過濾、干燥的產品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，氫氧化鎂的物質的量n[Mg（OH）₂]=$\frac{69.6g}{58g/mol}$=1.2mol，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓；1.2．

點評 本題主要以海水化學資源的利用為背景，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、化學反應計算等知識，題目難度中等，掌握基礎知識為解答關鍵，試題培養了學生運用知識分析問題和解決問題的能力．