Question

15．海水中蘊藏著豐富的資源，海水綜合利用的流程圖如圖1：

（一）某化學研究小組用圖裝置2模擬步驟I電解食鹽水 （用鐵和石墨做電極）．
（1）a電極材料是石墨（填鐵、石墨），其電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（2）當陰極產生11.2mL氣體時（標準狀況），該溶液的pH為12（忽略反應前后溶液體積的變化）．
（二）鹵水中蘊含著豐富的鎂資源，就MgCl₂粗產品的提純、鎂的冶煉過程回答下列問題：已知MgCl₂粗產品的溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺． 表是生成氫氧化物沉淀的pH：

物質	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3	Mg（OH）2
開始沉淀pH	2.7	8.1	3.8	9.5
完全沉淀pH	3.7	9.6	4.8	11.0

（3）把MgCl₂粗產品的溶液中的Fe²⁺轉化為Fe³⁺，最適宜選用的物質是b（填序號，下同），加入c調節(jié)溶液的pH，充分反應后過濾，可得MgCl₂溶液．
a．KMnO₄      b．H₂O₂      c．MgO       d．NaOH
（4）步驟Ⅲ由MgCl₂•H₂O獲得MgCl₂的操作是：將MgCl₂•6H₂O在干燥的HCl氣流中加熱．

Answer 1

分析 海水淡化得到粗鹽、鹵水、和淡水，粗鹽精，制得到飽和食鹽水，電解食鹽水得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉，鹵水可以蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中失去結晶水得到固體氯化鎂，電解熔融氯化鎂生成金屬鎂，鹵水中通入氯氣氧化溴離子生成溴單質，通入熱空氣吹出溴單質yoga二氧化硫水溶液吸收，得到HBr的溶液，再通入氯氣氧化HBr生成溴單質，起到富集作用，
（一）某化學研究小組用圖2裝置模擬步驟I電解食鹽水（用鐵和石墨做電極），鐵應為陰極，發(fā)生還原反應生成氫氣，石墨為陽極，陽極發(fā)生氧化反應生成氯氣；
（二）氯化鎂溶液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到氯化鎂晶體，由晶體得到氯化鎂固體，應防止氯化鎂的水解，以防止生成氫氧化鎂，電解熔融的氯化鎂，可得到鎂，把MgCl₂粗產品的溶液中的Fe²⁺轉化為Fe³⁺，可選用的物質是過氧化氫或氯氣，氧化亞鐵離子為鐵離子，調節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質．

解答 解：海水淡化得到粗鹽、鹵水、和淡水，粗鹽精，制得到飽和食鹽水，電解食鹽水得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉，鹵水可以蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中失去結晶水得到固體氯化鎂，電解熔融氯化鎂生成金屬鎂，鹵水中通入氯氣氧化溴離子生成溴單質，通入熱空氣吹出溴單質yoga二氧化硫水溶液吸收，得到HBr的溶液，再通入氯氣氧化HBr生成溴單質，起到富集作用，
（一）（1）裝置圖中與直流電源正極連接的電極a為陽極，溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：石墨；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，22.4mL為0.5×10^-3mol氫氣，則生成0.001molOH^-，則c（OH^-）=$\frac{0.001mol}{0.1L}$=0.01mol/L，溶液pH=12，故答案為：12；
（二）（3）把MgCl₂粗產品的溶液中的Fe²⁺轉化為Fe³⁺，可選用的物質是過氧化氫、氯氣，氧化亞鐵離子為鐵離子，調節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質應選擇氧化鎂，可用碳酸鎂；
故答案為：b；c；
（4）如果直接在空氣中加熱MgCl₂•6H₂O則Mg²⁺會水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解，應在氯化氫氣流中失水獲得氯化鎂晶體；
故答案為：將MgCl₂•6H₂O在干燥的HCl氣流中加熱；

點評 本題考查物質的制備以及分離，為高考常見題型，側重考查海水資源的開發(fā)和利用，涉及電解原理等知識點，根據金屬的活動性強弱與冶煉方法的選取、電解原理、物質的性質等知識點來分析解答，注意由帶結晶水的氯化鎂制取氯化鎂的條件，為易錯點，題目難度中等．