Question

大海是資源的寶庫，從海水中可以提取各種化工原料．如圖是工業(yè)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(zhì)，精制時所用試劑為：①鹽酸；②BaCl₂溶液；③NaOH溶液；④Na₂CO₃溶液．加入試劑的順序是

 

（2）電解飽和食鹽水時，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應為

 

與電源負極線連的電極附近溶液pH

 

（變大、不變、變�。�．若1mol電子的電量為96500C，則用電流強度為100A的穩(wěn)恒電流持續(xù)電解3分13秒，則在兩極上共可收集到氣體

 

mL（S．T．P）．若保證電解后飽和食鹽水的濃度不變，則可采取的方法是

 

（3）由MgCl₂?6H₂O晶體脫水制無水MgCl₂時，MgCl₂?6H₂O晶體在

 

氣氛中加熱脫水，該氣體的作用是

 

（4）電解無水MgCl₂所得的鎂蒸氣可以在下列

 

氣體中冷卻．
A．H₂     B．N₂      C．CO₂     D．O₂     E．Ar．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,電解原理,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗題,電化學專題,鹵族元素

分析：（1）根據(jù)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(jù)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(zhì)，依據(jù)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(jù)能和金屬鎂發(fā)生反應的氣體不能用來做冷卻氣體來回答；

解答： 解：（1）因用蒸發(fā)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(zhuǎn)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，所以添加試劑的順序為②③④①或③②④①，故答案為：②③④①或③②④①；
（2）電解飽和食鹽水時，與正極相連的陽極發(fā)生的反應是2Cl^--2e→Cl₂，與負極相連的陰極發(fā)生的反應是：2H⁺+2e→H₂．H⁺不斷消耗，使得溶液中[OH^-]增大，pH變大；
若1mol電子的電量為96500C，則用電流強度為100A的穩(wěn)恒電流持續(xù)電解3分13秒，電解過程中電量=100A×193s=19300C，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量=0.2mol，陽極發(fā)生的反應是2Cl^--2e→Cl₂，與負極相連的陰極發(fā)生的反應是：2H⁺+2e→H₂．則在兩極上共可收集到氣體標準狀況體積=（0.1mol+0.1mol）×22.4L/mol=4.480L=4480ml；
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：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，變大，4480，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?guī)ё進gCl₂，6H₂O受熱產(chǎn)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(fā)生反應的氣體：氮氣、氧氣、二氧化碳，所以可以用氫氣、氬氣做鎂蒸氣的冷卻劑，故選AE；
故答案為：AE；

點評：本題考查了實驗探究物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，實驗基本操作和注意問題，物質(zhì)質(zhì)量測定的實驗方案設計，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．