Question

20．海水中蘊藏著豐富的資源．海水綜合利用的部分流程圖如下：

回答下列問題：
（1）用NaCl做原料可以得到多種產品
①工業上由NaCl制備金屬鈉的化學方程式是2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
②實驗室用惰性電極電解200mLNaCl溶液，若陰陽兩極均得到224mL氣體（標準狀況），則所得溶液的pH為13（忽略反應前后溶液的體積變化）．
③電解氯化鈉稀溶液可制備“84”消毒液．“84”消毒液的有效成分為NaClO，制取它的化學方程式為Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．
（2）分離出粗鹽后的鹵水中蘊含著豐富的鎂資源，經轉化后可獲得MgCl₂粗產品．從鹵水中提取鎂的步驟為：
a．將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰，并將石灰制成石灰乳；
b．將石灰乳加入到海水沉淀池中經過濾得到Mg（OH）₂沉淀；
c．在Mg（OH）₂沉淀中加入鹽酸得到MgCl₂溶液，再經蒸發結晶得到MgCl₂•6H₂O；
d．將MgCl₂•6H₂O在一定條件下可以得到無水MgCl₂；
e．電解熔融的MgCl₂可得到Mg．
①上述提取鎂的流程c中，得到MgCl₂溶液的離子方程式為Mg（OH）₂+2H⁺═Mg²⁺+2H₂O．
②步驟d中的“一定條件”指的是在HCl氣流中加熱．
③有同學認為：步驟b后可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂，這樣可簡化實驗步驟，體現實驗的簡約性原則．你同意該同學的想法嗎？不同意（填“同意”或“不同意”），請說出你同意或不同意的理由因為MgO熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產成本．

Answer 1

分析 （1）①活潑金屬的制取一般采取電解熔融鹽的方法；
②由電解方程式可計算出氫氧根的濃度，進而算出PH；
③根據題給信息寫出反應物和生成物，配平即得電解方程式，84消毒液主要成分為次氯酸鈉，制備次氯酸鈉是利用氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成；
（2）①流程分析可知氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂溶液；
②考慮鎂離子的水解，一定條件是防止水解的發生；
③從氧化鎂高熔點考慮，熔融時會消耗大量的電能．

解答 解：（1）①因鈉比較活潑，制取時只能采用電解的方法，方程式為：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Na+Cl₂↑，故答案為：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Na+Cl₂↑；
②電解飽和食鹽水在陰極得到氫氣，陽極得到氯氣，氯氣的物質的量為：$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，由2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH 可知，Cl₂↑～H₂↑～2NaOH，則n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.005mol=0.01mol，c（NaOH）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，所以pH=13；
故答案為：13；
③“84”消毒液為次氯酸鈉溶液，制取它的化學方程式為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：NaClO； Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（2）①上述提取鎂的流程c中，是氫氧化鎂和鹽酸反應得到MgCl₂溶液的離子方程式：Mg（OH）₂+2H⁺═Mg²⁺+2H₂O；
故答案為：Mg（OH）₂+2H⁺═Mg²⁺+2H₂O
②MgCl₂•6H₂O在一定條件下加熱得到無水MgCl₂，若直接加熱MgCl₂•6H₂O，會促進Mg²⁺水解，得不到無水MgCl₂，因Mg²⁺水解呈酸性，加鹽酸或在氯化氫氣流中可抑制Mg²⁺水解，故一定條件為在HCl氣流中，目的是抑制Mg²⁺水解在HCl氣流中加熱，步驟d中的“一定條件”指的是在HCl氣流中加熱；
故答案為：在HCl氣流中加熱；
③氧化鎂熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產成本，故不同意該同學的想法．
故答案為：不同意；因為MgO熔點很高，熔融時會消耗大量的電能而增加生產成本．

點評 本題考察了從海水中獲取化學資源的問題．在計算PH時，可根據方程式或關系式進行計算，回答一定條件，要從MgCl₂性質入手，回答降低成本，要從循環利用、提高轉化率等角度考慮．