Question

二十一世紀(jì)是海洋開發(fā)和利用的世紀(jì)，我國沿海某市規(guī)劃確立了“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”發(fā)展戰(zhàn)略，海洋化學(xué)資源的綜合利用將是重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一．以下是某研究性學(xué)習(xí)小組在探究海水綜合利用過程中遇到的問題，請你參與討論．
問題一：海水制鎂過程中怎樣得到氫氧化鎂？
甲、乙、丙三位同學(xué)各自提出自己的設(shè)想．甲：直接向海水中加入石灰乳，乙：高溫加熱蒸發(fā)海水后加入石灰乳，丙：向曬鹽后的鹵水中，加入石灰乳．
通過分析比較，你認(rèn)為

丙

的設(shè)想最為經(jīng)濟(jì)合理（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
問題二：粗鹽精制過程中如何除去可溶性雜質(zhì)？
粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等雜質(zhì)．提純時(shí)，先向粗鹽水中加過量的氫氧化鋇溶液，目的是完全除盡

硫酸根離子

（填寫物質(zhì)名稱，下同）；再加入過量的

碳酸鈉

溶液，除去雜質(zhì)陽離子；濾去沉淀，向?yàn)V液中加入

稀鹽酸

，將溶液的pH調(diào)為7，即得到精鹽水．
問題三：如何判斷氫氧化鈉的變質(zhì)程度？
工業(yè)生產(chǎn)中用電解飽和食鹽水的方法制備氫氧化鈉．查閱資料得知：電解過程中同時(shí)有氫氣和氯氣（Cl₂）產(chǎn)生．試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

．
小剛將稀鹽酸滴入某氫氧化鈉溶液中，看到有氣泡產(chǎn)生．是不是拿錯(cuò)了藥品？小剛經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)沒有拿錯(cuò)藥品，而是氫氧化鈉溶液變質(zhì)了．請回答下列問題：
（1）氫氧化鈉溶液變質(zhì)的主要原因是

CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O

（用化學(xué)方程式表示）．
（2）利用與小剛的實(shí)驗(yàn)不同的原理，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量樣品于試管中，滴加 Ca（OH）2溶液	生成白色沉淀	該氫氧化鈉溶液已變質(zhì)

（3）該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)？

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入足量的 CaCl2 溶液，過濾，在濾液中滴加 無色酚酞 溶液	產(chǎn)生白色沉淀 溶液變紅	該氫氧化鈉 部分 變質(zhì) （填“部分”或“全部”）

Answer 1

分析：問題一：從節(jié)約原料，方法可行的角度分析即可；
問題二：從除掉雜質(zhì)時(shí)一定不能引入新的雜質(zhì)，并結(jié)合酸堿鹽之間的反應(yīng)規(guī)律分析解答；
問題三：由題干所給信息可以讀出反應(yīng)物與生成物及反應(yīng)條件．可以寫電解食鹽水的化學(xué)方程式；
（1）用化學(xué)方程式表示氫氧化鈉溶液變質(zhì)的主要原因．
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)：碳酸鈉溶液與氫氧化鈣反應(yīng)．
（3）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)：利用氯化鈣溶液和無色酚酞溶液．

解答：解：問題一：三種方式中甲需要大量的石灰乳，乙則需要加熱消耗能量，只有丙的方式節(jié)約原料和能源且可行；
問題二：從除雜的原理出發(fā)可知，當(dāng)粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等雜質(zhì)時(shí)一般是先加入過量的氫氧化鋇，以除掉溶液中的硫酸根離子（與鋇離子結(jié)合成硫酸鋇沉淀），再加入過量的碳酸鈉，以除掉溶液中的鈣離子（與碳酸根結(jié)合成碳酸鈣）和剩余的鋇離子（與碳酸根結(jié)合成碳酸鋇沉淀），此時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子是多余的碳酸根離子和氫氧根離子，所以此時(shí)加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH為7，即可除掉碳酸根離子和氫氧根離子；
問題三：工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制備氫氧化鈉，反應(yīng)原理是：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（1）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）利用與上述實(shí)驗(yàn)不同的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)再次確認(rèn)該氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量該氫氧化鈉溶液于試管中，滴加 Ca（OH）2溶液	生成白色沉淀	該氫氧化鈉溶液已變質(zhì)．

（3）驗(yàn)證該氫氧化鈉溶液是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)：有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量該氫氧化鈉溶液于試管中，加入足量CaCl2溶液； ②過濾，在濾液中滴加無色酚酞試液	①有白色沉淀生成 ②溶液變紅	該氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)

故答案為：問題一：丙問題二：硫酸根離子；碳酸鈉；稀鹽酸．
問題三：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
Ca（OH）2溶液	生成白色沉淀

（3）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
CaCl2，無色酚酞	溶液變紅	部分

點(diǎn)評：本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，并通過實(shí)驗(yàn)探究來鑒定了物質(zhì)的組成，既有實(shí)驗(yàn)過程的探究，又有結(jié)論的探究．解題時(shí)首先根據(jù)題目的信息和查閱的資料，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得出正確的結(jié)論，符合科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)．