Question

【題目】海水是一個巨大的化學資源寶庫。

(1)海水中制得的氯化鈉可用于生產(chǎn)燒堿及氯氣，裝置如圖所示，下列說法正確的是____(填字母)。

A.陰極反應(yīng)式是：Na++e－=Na

B.可以用鐵做陰極，石墨做陽極

C.燒堿和氯氣都在陽極生成

D.離子交換膜是陰離子交換膜(只允許陰離子通過)

(2)苦鹵的主要成分是 MgCl2，此外還含 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等離子。已知：生成氫氧化物沉淀的 pH

氫氧化物	開始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Al(OH)3	3.7	4.7
Mg(OH)2	9.6	11.1

① 步驟 i 中加入 NaClO 的作用是_____，_____。

② 步驟 ii 需在 HCl 保護氣中加熱進行，HCl 保護氣的作用是_____。

③ 若向苦鹵中加入石灰乳，可以得到 Mg(OH)2沉淀，用化學平衡移動原理解釋該反應(yīng)過程_____。

(3)海水淡化前需對海水進行預(yù)處理。用如圖所示 NaClO 的發(fā)生裝置對海水進行消毒和滅藻處理。

① 裝置中由NaCl 轉(zhuǎn)化為NaClO 的離子方程式是_____，_____。

② 定量測定排出的海水中 Cl2 和 ClO－的含量。已知：2＋I2 =＋2I－。取 25.00 mL 排出的海水，加入過量 KI 溶液，然后用 a mol/LNa2S2O3 溶液滴定生成的 I2，達滴定終點時消耗Na2S2O3 溶液 b mL。該滴定操作選擇的指示劑是_____，通過計算可知排出的 海水中 Cl2 和 ClO－的總物質(zhì)的量濃度是_____mol/L。

Answer 1

【答案】B 把 Fe2+氧化成 Fe3+ 調(diào) pH(至 4.7~9.6) 防止 MgCl2 水解 Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)，Mg2+與 OH－生成 Mg(OH)2 沉淀，OH－濃度減小，平衡正向移動 2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－ Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O 淀粉溶液 ab/50

【解析】

(1)根據(jù)電解氯化鈉溶液的原理進行分析解答；

(2)根據(jù)Fe2＋具有還原性，Fe3＋、Al3＋的沉淀Ksp及產(chǎn)生Fe(OH)3 和Al(OH)3的pH大小進行分析判斷；根據(jù)Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]進行分析解答；

(3)根據(jù)電解飽和氯化鈉溶液原理進行分析，根據(jù)原子守恒計算Cl2 和 ClO－的總物質(zhì)的量濃度。

(1) A.由圖可知，該裝置是用來電解氯化鈉溶液的裝置，根據(jù)電極可知左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2+2OH-，故A錯誤；

B.在電解池中，陰極是被保護的電極，所以可以用鐵做陰極，陽極能發(fā)生氧化反應(yīng)，所以可用石墨做陽極，故B正確；

C.在電解池中，陽極能發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2+2OH-，所以氯氣在陽極生成，燒堿在陰極生成，故C錯誤；

D.因為Cl2能與燒堿反應(yīng)，且陽極能發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成燒堿，所以離子交換膜應(yīng)是陽離子交換膜，故D錯誤；

故答案：B；

(2)①因為苦鹵的主要成分是 MgCl2，此外還含 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等離子，NaClO具有強氧化性，所以步驟 i是為了將Fe2+氧化成Fe3+；根據(jù)沉淀表可知需調(diào)節(jié)溶液的pH=4.7~9.6，即可除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋雜質(zhì)離子，故答案：把 Fe2+氧化成 Fe3+；調(diào) pH(至 4.7~9.6)；

②因為MgCl2溶液中存在Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+,加熱促進水解，所以步驟 ii 需在 HCl 保護氣中加熱進行，抑制MgCl2水解，故答案：防止 MgCl2 水解；

③石灰乳的主要成分為Ca(OH)2，微溶于水，溶液中存在Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)；Mg(OH)2為難溶于水的沉淀，溶液中存在Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH－(aq)，因為Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，Mg2+與OH－生成更難溶的Mg(OH)2 沉淀，OH－濃度減小，平衡正向移動，所以可以得到 Mg(OH)2沉淀，故答案：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq)，Mg2+與 OH－生成 Mg(OH)2 沉淀，OH－濃度減小，平衡正向移動；

(3)①首先是電解NaCl 溶液制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－，生成的Cl2和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaClO，其反應(yīng)的離子方程式為：Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O，故答案：2Cl－+2H2OCl2+H2+2OH－；Cl2+ 2OH－=Cl－+ClO－+H2O；

②根據(jù) 2Na2S2O3+I2=2I-+Na2S4O6反應(yīng)，碘遇淀粉變藍的性質(zhì)，所以該滴定過程選用的指示劑通常為淀粉溶液，判斷滴定終點時的現(xiàn)象是：滴入最后一滴溶液，溶液藍色褪色，且半分鐘內(nèi)不恢復，說明反應(yīng)達到終點。利用消耗Na2S2O3的物質(zhì)的量計算樣品中Cl2 和 ClO－的總物質(zhì)的量，根據(jù)Cl原子守恒即n(NaCl)=2n(Cl2)+n(ClO)，由ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O，2＋I2 =＋2I－,可知Cl2~ClO-~I2~2Na2S2O3，n(Na2S2O3)=amol/L，所以n(Cl2)=n(ClO-)=mol，所以排出的海水中 Cl2 和 ClO－的總物質(zhì)的量濃度c== mol/L，故答案：淀粉溶液；。