Question

2．海水中含有豐富的化工原料資源，可以從海水中提取各種化工原料．如圖是工業上對海水的幾項綜合利用的示意圖：試回答下列問題：

（1）粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質，除去Mg²⁺所用試劑為C．
A．過量鹽酸
B．過量BaCl₂溶液
C．過量NaOH溶液
D．過量Na₂CO₃溶液
（2）電解飽和食鹽水時，陰極反應為2H₂O+2e^-═H₂+2OH^-．若欲將電解后飽和食鹽水恢復至電解前，則可采取的方法是通入一定量的HCl氣體．
（3）由MgCl₂•6H₂O晶體脫水制無水MgCl₂時，MgCl₂•6H₂O晶體應在通入HCl氣體的氣氛中加熱脫水，該氣體的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向進行．
（4）電解無水MgCl₂所得的鎂蒸氣可以在下列A氣體中冷卻．
A．Ar　B．N₂　C．CO₂　D．O₂．

Answer 1

分析 （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，依據電解過程中出什么加什么的原則分析恢復溶液濃度；
（3）直接加熱MgCl₂•3H₂O晶體得不到無水MgCl₂的原因是，加熱生成的水中氯化鎂水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，應在HCl氣流中加熱，抑制鎂離子水解；
（4）根據能和金屬鎂發生反應的氣體不能用來做冷卻氣體進行判斷．

解答 解：（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，除去Mg²⁺所用試劑為C，
故答案為：C；
（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[OH^-]增大，電解中外溢的是Cl₂、H₂，所以要確保原溶液濃度不變，只能向體系中通入一定量的HCl氣體以補足損失的H、Cl原子；
故答案為：2H₂O+2e^-═H₂+2OH^-；通入一定量的HCl氣體；
（3）直接加熱MgCl₂•3H₂O晶體得不到無水MgCl₂的原因是，加熱生成的水中氯化鎂水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，MgCl₂•6H₂O晶體在HCL氣流中加熱脫水，在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl₂水解，且帶走MgCl₂，6H₂O受熱產生的水汽，故能得到無水MgCl₂；該氣體的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向進行；
故答案為：HCl；抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向進行；
（4）能和金屬鎂發生反應的氣體：氮氣、氧氣、二氧化碳，所以可以用氫氣做鎂蒸氣的冷卻劑，故答案為：A．

點評 本題考查了海水資源及其綜合應用，題目難度中等，注意掌握化學實驗基本操作方法，明確物質分離與提純方法，特別是除雜試劑的加入順序，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．