Question

（一）下圖是工業(yè)開發(fā)海水的某工藝流程．

（1）電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是

 

；電解槽中的陽極材料為

 

．
（2）本工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg（OH）₂，能否按Br₂、Mg（OH）₂、CaSO₄順序制備？
答：

 

；原因是

 

．
（3）溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是

 

．
（二）為配制某培養(yǎng)液需要NaH₂PO₄和Na₂HPO₄（物質的量比為3：1）的混合液，每升混合液中含磷元素3.1g．現(xiàn)用4.0mol?L^-1 H₃PO₄溶液和固體NaOH配制2.0L該混合液．
（1）寫出相關反應的化學方程式

 

、

 

．
（2）需取NaOH的質量為

 

克．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,鎂、鋁的重要化合物,粗鹽提純

專題：實驗題

分析：（一）（1）電解飽和食鹽水，陽極發(fā)生氧化反應，應用石墨為電解，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，則應用陽離子交換膜；
（2）苦鹵中加入硫酸，如先加入石灰水，則可生成硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀；
（3）如用四氯化碳萃取，然后還要進行蒸餾操作，操作復雜，且污染環(huán)境；
（二）（1）H₃PO₄可與氫氧化鈉反應生成NaH₂PO₄或Na₂HPO₄；
（2）2.0L該混合液含有磷元素6.2g，n（P）=

6.2g

31g/mol

=0.2mol，則反應后n（NaH₂PO₄）+n（Na₂HPO₄）=0.2mol，而NaH₂PO₄和Na₂HPO₄物質的量比為3：1，則n（NaH₂PO₄）=0.15mol，n（Na₂HPO₄）=0.05mol，以此計算n（NaOH）的物質的量，進而計算質量．

解答： 解：（一）（1）電解飽和食鹽水，電解槽離子膜或隔膜，允許陽離子（或Na⁺）和水分子通過，不允許陰離子通過；陽極生成氯氣，用石墨或鈦做電極，
故答案為：陽離子（Na⁺）；鈦（或石墨）；
（2）工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg（OH）₂，不能先生成沉淀Mg（OH）₂，硫酸鈣為微溶物，如果先生成沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，使產(chǎn)品不純，
故答案為：否；如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，產(chǎn)品不純；
（3）因為溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，而且四氯化碳與水不互溶，因此可用于萃取，但也有缺點，如四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大；經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重，
故答案為：四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大，經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重；
（二）（1）H₃PO₄可與氫氧化鈉反應生成NaH₂PO₄或Na₂HPO₄，反應的方程式為NaOH+H₃PO₄=NaH₂PO₄+H₂O、2NaOH+H₃PO₄=Na₂HPO₄+2H₂O，
故答案為：NaOH+H₃PO₄=NaH₂PO₄+H₂O；2NaOH+H₃PO₄=Na₂HPO₄+2H₂O；
（2）2.0L該混合液含有磷元素6.2g，n（P）=

6.2g

31g/mol

=0.2mol，則反應后n（NaH₂PO₄）+n（Na₂HPO₄）=0.2mol，而NaH₂PO₄和Na₂HPO₄物質的量比為3：1，則n（NaH₂PO₄）=0.15mol，n（Na₂HPO₄）=0.05mol，由鈉元素守恒可知需要n（NaOH）=n（NaH₂PO₄）+2n（Na₂HPO₄）=0.15mol+0.1mol=0.25mol，
則m（NaOH）=0.25mol×40g/mol=10g，
故答案為：10．

點評：本題考查較為綜合，涉及海水的綜合利用以及溶液的配制等知識，為高頻考點，側重于元素化合物知識的綜合理解和運用的考查以及學生的分析能力、實驗能力、計算能力的考查，注意把握海水的提取、冶煉原理，把握相關基礎知識的積累和學習，難度不大．