Question

8．海洋是地球上最廣闊的水體的總稱，其含水量約占地球上總水量的97%．
（1）海水中含有許多化學物質，不能直接飲用，所以將海水轉化為淡水是一項重大科研課題．電滲析法是近年來發展起來的一種較好的海水淡化技術，其原理如圖所示，電滲析法淡化海水時陰極室可獲得的重要化工原料有氫氣、氫氧化鈉．
（2）海水中含有大量的NaCl，鹽田法仍是目前海水制鹽的主要方法．鹽田分為貯水池、蒸發池和結晶池，建鹽田必須在BC處建立（填寫序號）．
A．選在離江河入海口比較近的地方B．多風少雨C．潮汐落差大且又平坦空曠的海灘
（3）鹽田中所得為粗鹽，若想用粗鹽制燒堿，需對所用食鹽水進行兩次精制．第一次精制主要是用沉淀法除去粗鹽水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等離子，流程如下：
粗鹽水$\stackrel{過量BaCl_{2}溶液}{→}$$\stackrel{過量Na_{2}CO_{3}溶液}{→}$$\stackrel{過量NaOH溶液}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$濾液$→_{調pH}^{鹽酸}$第一次精制食鹽水
已知：20°C部分沉淀的溶解度（g）如下表：

CaSO4	CaCO3	BaSO4	BaCO3
2.6×10-2	7.8×10-4	2.4×10-4	1.7×10-3

①檢測Fe³⁺是否除盡的方法是取過程 III的濾液于試管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變色證明Fe³⁺已經沉淀干凈，反之沒除凈．
②運用表中數據解釋過程I選用BaCl₂而不選用CaCl₂的原因BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可將SO₄^2-沉淀的更完全．
（4）工業上通常以NaCl、CO₂ 和 NH₃ 為原料制取純堿，請寫出第一步制取NaHCO₃的化學方程式NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（5）工業制得的純堿常含有NaCl雜質，用下述方法可以測定樣品中NaCl的質量分數．樣品m克$→_{溶解}^{H_{2}O}$溶液$→_{過濾}^{過量BaCl_{2}溶液}$沉淀$→_{洗滌}^{H_{2}O}$$\stackrel{低溫烘干、冷卻、稱量}{→}$固體n克
①檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液于試管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若產生白色沉淀，則沉淀沒有洗滌干凈；若無白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈；
②樣品中NaCl質量分數的數學表達式為（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%．

Answer 1

分析 （1）在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，則水中的氫離子在陰極放電；
（2）海水曬鹽需要濃縮、蒸發、結晶；建鹽田必須在陽光充足、平坦空曠的地方；
（3）①檢測Fe³⁺是否除盡，選擇KSCN試劑觀察是否出現血紅色；
②過程I除去鋇離子，由表格數據可知硫酸鋇比碳酸鋇更難溶；
（4）制取純堿，第一步中NaCl、CO₂ 和 NH₃ 為原料反應生成碳酸氫鈉和氯化銨；
（5）測定樣品中NaCl的質量分數，由流程可知，固體ng為碳酸鋇的質量，
①檢驗沉淀是否洗滌干凈，可檢驗最后一次的洗滌液是否含鋇離子或氯離子；
②由ngBaCO₃～Na₂CO₃計算碳酸鈉的質量，再計算NaCl質量分數．

解答 解：（1）在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，則水中的氫離子在陰極放電，則陰極生成氫氣，同時生成NaOH，故答案為：氫氣、氫氧化鈉；
（2）海水曬鹽需要濃縮、蒸發、結晶，則鹽田分為貯水池、蒸發池和結晶池；建鹽田必須在陽光充足、平坦空曠的地方，則選B．多風少雨、C．潮汐落差大且又平坦空曠的海灘，與A無關，故答案為：蒸發；BC；
（3）①檢測Fe³⁺是否除盡的方法為取過程 III的濾液于試管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變色證明Fe³⁺已經沉淀干凈，反之沒除凈，故答案為：取過程 III的濾液于試管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變色證明Fe³⁺已經沉淀干凈，反之沒除凈；
②過程I除去鋇離子，由表格數據可知硫酸鋇比碳酸鋇更難溶，則選用BaCl₂而不選用CaCl₂的原因為BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可將SO₄^2-沉淀的更完全，故答案為：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可將SO₄^2-沉淀的更完全；
（4）制取純堿，第一步中NaCl、CO₂ 和 NH₃ 為原料反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，該反應為NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案為：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）測定樣品中NaCl的質量分數，由流程可知，固體ng為碳酸鋇的質量，
①檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法為取最后一次洗滌液于試管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若產生白色沉淀，則沉淀沒有洗滌干凈；若無白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌液于試管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若產生白色沉淀，則沉淀沒有洗滌干凈；若無白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈；
②由BaCO₃～Na₂CO₃可知碳酸鈉的質量為$\frac{106n}{197}$g，則樣品中NaCl質量分數為$\frac{m-\frac{106n}{197}}{m}$×100%=（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%，故答案為：（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%．

點評 本題考查較綜合，涉及海水資源利用、含量測定及計算、混合物分離提純等，側重分析、推斷、計算能力的綜合考查，為高考中常見的考查方式，題目難度不大．