Question

海水中含有豐富的化學元素，下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg（以MgCl₂形式存在）和Br₂（以NaBr的形式存在）及綜合利用的生產流程簡圖：

請回答：
（1）在粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質，精制時所用的試劑為：
A．鹽酸     B．氯化鋇溶液      C．氫氧化鈉溶液       D．碳酸鈉溶液．
則加入試劑的順序是（填編號）______．
（2）目前工業上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，下列關于離子交換膜電解槽的敘述錯誤的是______．
A．精制飽和食鹽水進入陽極室             B．純水（加少量NaOH）進入陰極室
C．陰極產物為氫氧化鈉和氫氣             D．電解槽的陽極用金屬鐵網制成
（3）寫出電解飽和NaCl溶液的離子反應方程式：______ Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

Answer 1

【答案】分析：（1）根據根據SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易轉化為沉淀而被除去，以及根據不能產生新雜質的要求排序，前面加入的過量溶液應用后加入的溶液除去，最后加入適量的溶液；
（2）電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極，發生失電子的氧化反應；陽離子交換膜只允許陽離子通過，而陰離子不能通過；
（3）依據電極原理和生成產物寫出電解飽和NaCl溶液的離子反應方程式：
（4）工業制備用到石灰石的有煉鐵除硫磷，玻璃制備，水泥制備等；
（5）氯化鎂失水發生水解生成氫氧化鎂沉淀，為防止水解應在氯化氫氣流中加熱脫水；
（6）溴單質具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性發生氧化還原反應生成硫酸鈉和氫溴酸．
解答：解：（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，所以正確順序為BDCA 或 CBDA 或BCDA等
故答案為：BDCA 或 CBDA 或BCDA等；
（2）A、陽極是氯離子失電子發生氧化反應，精制飽和食鹽水進入陽極室，故A正確；
B、陰極是氫離子得到電子生成氫氣，純水（加少量NaOH）進入陰極室，故B正確；
C、陰極是氫離子得到電子生成氫氣發生還原反應，陰極附近水電離平衡破壞，氫氧根離子濃度增大結合鈉離子生成氫氧化鈉，故C正確；
D、．電解槽的陽極是石墨電極，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，若用用金屬鐵網制成，則鐵是電子發生氧化反應，生成的亞鐵離子和氫氧根離子形成沉淀，得不到氯氣和燒堿，故D錯誤；
故選D．
（3）電解過程中陽極上氯離子失電子發生氧化反應，2Cl^--2e-=Cl₂↑；陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑；電解池中反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）石灰石可以用作制玻璃的原料，發生的反應為：CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（5）氯化鎂在水中乙發生水解，為抑制水解，氯化鎂晶體應在氯化氫氣流中脫水，故答案為：在HCl氣流中加熱脫水（防止MgCl₂水解）；
（6）溴單質具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性發生氧化還原反應生成硫酸鈉和氫溴酸；反應的化學方程式為：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr，故答案為：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr．
點評：本題考查了電解池的工作原理知識，粗鹽提純的實驗方案設計步驟及注意事項以及化學方程式的書寫，化學來源于生產、生活，又服務于生產、生活，學習中注意積累化學知識，才能綜合應用，題目難度中等．