- 从海水中提取重水——电解法
- 共657题
（附加题）海水中化学资源的综合开发利用，已受到各国的高度重视．Br2和Mg等两种单质都可以从海水中提取，下图为提取它们的主要步骤：
请回答：
Ⅰ．从海水中提取的溴占世界溴年产量的1/3，主要方法就是上述流程中的空气吹出法．
（1）制取Br2时第一次通入Cl2时发生反应的离子方程式是______．
（2）吸收塔中反应的离子方程式是______．
由（1）、（2）可知，SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是______．（用“＞”表示）
Ⅱ．镁及其合金是用途很广的金属材料，而目前世界上60%的镁就是从海水中按上述流程提取的．
（1）上述流程中为了使MgSO4完全转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用______（写化学式）．
（2）加入试剂②后反应的离子方程式是______．
（3）步骤①包括加热、蒸发、冷却、结晶、______．
（4）通电时无水MgCl2在熔融状态下反应的化学方程式是______．
Ⅲ．上述流程在生产溴和镁的同时还可以制得其他化工物质，比如制备耐火材料氧化镁和盐酸．生产方法是：
①将氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）加热到523℃以上，该晶体可以分解得到耐火材料氧化镁和两种气态化合物，其中一种气体常温下为无色液体．
②将两种气体冷却至室温，再根据需要，加入不同量的水，就可得到不同浓度的盐酸．
（1）MgCl2•6H2O在523℃以上分解的化学方程式是______．
（2）现用1molMgCl2•6H2O分解所得的非固体产物来制取密度为1.19g/cm3的盐酸溶液168mL，需加水______g（精确到0.1），该盐酸中溶质的物质的量浓度是______mol/L（精确到0.1）．
正确答案
I．（1）浓缩溴水与试剂①反应得到氢氧化镁，剩余混合液中含有的是溴离子，通入氯气后，氯气与溴离子反应生成单质溴和溴离子，其离子方程式是Cl2+2Br-═2Cl-+Br2．
故答案为：Cl2+2Br-═2Cl-+Br2；
（2）单质溴经过空气吹出法后被富集在吸收塔，通入的二氧化硫与单质溴反应生成硫酸和氢溴酸，其化学方程式是：Br2+SO2+2H2O═2H2SO4+2HBr，即其离子方程式为Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-．在氧化还原反应中氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强，根据Cl2+2Br-═2Cl-+Br2得，氧化性Cl2＞Br2．根据得Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-，氧化性Br2＞SO2．即氧化性为Cl2＞Br2＞SO2．故答案为：Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-；Cl2＞Br2＞SO2；
II．（1）浓缩溴水与试剂①反应得到氢氧化镁，则试剂①可以是氢氧化钠或氢氧化钙，故答案为：NaOH；
（2）氢氧化镁与试剂②反应得到氯化镁，则试剂②必是盐酸，反应的化学方程式是Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，其离子方程式是Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O，
故答案为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；
（3）要从氯化镁溶液得到含结晶水的氯化镁，就需要蒸发、冷却、结晶，并通过过滤把固体从溶液中分离出来，故答案为：过滤；
（4）电解熔融状态的无水氯化镁可以得到氯气和镁单质，即MgCl2（熔融）
III．（1）根据题意MgCl2•6H2O在523℃以上分解，实际上是MgCl2•6H2O高温失水形成氯化镁溶液，氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，然后氢氧化镁高温下分解得到氧化镁，即MgCl2•6H2O在523℃以上分解得到的应该是氧化镁、氯化氢和水，其化学方程式是MgCl2•6H2O
（2）得到的盐酸的质量是1.19g/cm3×168mL═199.92g．根据MgCl2•6H2O
因为该盐酸中含有2molHCl，体积为0.168L，则c（HCl）═
故答案为：36.9g；11.9．
【三选一化学与技术】
海水的综合利用，对于人类的生产生活有重要的意义。
（1）海水淡化沿海缺水地区获取淡水的方法之一，列举出海水淡化的两种方法_____________、________________。
（2）氯碱工业离子交换膜法生产中，透过离子交换膜的离子为_____________，氢氧化钠产生于____________（填‘“阳极”或“阴极”）。
（3）氯化钠为工业制纯碱的主要原料，制碱反应过程中法中析出NaHCO3的原因是______________；侯氏制碱法与索尔维制碱法相比除提高食盐利用率、无氯化钙生成的优势外还有______________ 、_______________ 从而综合利用原料、降低成本、减少环境污染。
正确答案
（1）蒸馏法 ； 电渗析法
（2）Na+；阴极
（3）氨化的饱和食盐水可大量的吸收CO2，从而产生大量的NaHCO3，而NaHCO3溶解度相对较小，从而饱和后析出；与合成氨联合生产；副产品氯化铵
（三选一）【选修2：化学与技术】
海水占地球总储水量的97．2％。若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。
（1）目前，以下“技术”中，可用于“海水淡化”的是_________ (填序号)。
①蒸馏法 ②膜分离法(电渗析、反渗透) ③冷冻法 ④离子交换法
（2）海水晒盐利用的化学原理是________；分离食盐晶体后的母液中含有________，经过分离、提纯后，可用于___________。
（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应的离子方程式为_________；电解所用的食盐水需要精制，为什么? __________________；精制时所用试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液。加入试剂时，Na2CO3溶液必须在加入________之后加入。
（4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：
写出反应②的化学方程式_____________。
正确答案
（1）①②③④
（2）蒸发、结晶；KCl、MgCl2；工业上冶炼金属钾和镁
（3）2Cl－＋2H2O
（4）NaOH＋SO2＝NaHSO3
我们的生活、学习离不开物质，其中很多物质是通过工业生产而得到的。请回答下列问题：
(1)生活用水是来自于自来水公司的管道水，其来源有两个：地表水和地下水。地表水中往往含有悬浮物和胶体，自来水厂需要对地表水进行__________处理；地下水中往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行_____________处理。
(2)有限的土地，要提高粮食产量，离不开科学技术，离不开化学肥料的合理使用。铵态氮肥中的“铵”的生产原料为_____________，该物质在工业生产中使用的条件是___________________。
(3)患有近视的同学学习离不开眼镜，眼镜片有玻璃和合成树脂的。其中易碎的镜片材料是__________，镜片有灰尘不能用酒精擦拭的是______________。
(4)厨房中离不开食盐，该物质主要来自于海水，写出一种用海水制备食盐的方法___________，工业上可用食盐制备纯碱，食盐的作用是______________。
正确答案
(1)混凝、沉淀、过滤（答出其中一条即可）；软化
(2)氨气；高温、高压、催化剂
(3)硅酸盐材料；合成树脂镜片
(4)蒸发、结晶；提高纯碱中的钠离子浓度
（15分）【化学——选修2：化学与技术】
（一）硫酸厂常用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸。
（1）煅烧黄铁矿的主要化学方程式为 。
（2）SO2和O2的反应为 2SO2（g）＋O2（g）
A．v正(SO2)=v正(SO3)
B．各组分的体积分数不再变化
C．反应体系的温度不再变化
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
E．混合气体的密度不再变化
（3）热交换器是实现冷热交换的装置，化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的。试分析气、液热交换时通常使用的仪器是________________________。（写名称）
（4）硫酸工业所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2，微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的试剂是___________________。（填序号）
A.NaOH溶液、酚酞试液 B.KMnO4溶液、稀硫酸
C. 氨水、酚酞试液 D.碘水、淀粉溶液
（二）实验室常用硫酸厂的烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)来制备绿矾（FeSO4·7H2O）。
其中测定绿矾产品中FeSO4·7H2O含量的实验步骤为：
a．称取5.2 g产品，溶解，配成250 mL溶液
b．量取25.00 ml待测液于锥形瓶中
c．用硫酸酸化的0. 01 mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积35.00 mL。
据此，请分析：
（1）滴定时反应的离子方程式为（完成并配平离子反应方程式）。
（2）滴定达到终点的标志是 。
（3）产品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
正确答案
（除标注外，每空2分，共15分）
（一） (1) 4FeS2 + 11O2 
（二）（1） 5 1 8H+ 5 1 4H2O （有错计0分 ）
（2） 滴加最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟不恢复原来颜色（合理答案均计分）
（3） 93.56% 或93.6%（3分）
试题分析：（一）（1）黄铁矿的主要成分是FeS2 ，与氧气反应生成二氧化硫、氧化铁，化学方程式为4FeS2 + 11O2 
（2）A、都表示正反应速率，错误；B、各组分的体积分数不再变化，说明反应已达平衡状态，正确；C、该反应的热效应不为0，所以无论是吸热还是放热反应，未达 平衡时温度都在变化，当温度不再变化时，说明已达平衡状态，正确；D、该反应是气体的物质的量发生改变的可逆反应，所以气体的相对分子质量一直变化，当达到平衡时气体的平均相对分子质量不再变化，正确；E、体积不变的容器中，根据质量守恒定律，气体的密度一直不变，不能判断平衡是否到达，错误，答案选BCD；
（3）化学实验室中常用作热交换的仪器是冷凝管；
（4）A、SO2，微量的SO3、酸雾都与氢氧化钠溶液反应，所以无法测定二氧化硫的含量，错误；B、二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应，其余物质不反应，可以测定二氧化硫的含量，正确；C、氨水溶液显碱性，与A的道理相同，不能测定二氧化硫的含量，错误；D、二氧化硫与碘反应，蓝色溶液变为无色，其余物质不与碘反应，可以测定二氧化硫的含量，正确，答案选BD；
（二）（1）酸性高锰酸钾溶液的氧化性更强，所以反应物的空白处应是H+，则产物的空白处应是H2O，根据得失电子守恒规律，Mn元素化合价降低5价，Fe元素化合价升高1价，所以Fe元素的系数是5，Mn元素的系数是1，再根据电荷守恒、观察法配平其余物质的系数，答案是5 1 8H+ 5 1 4H2O；
（2）用酸性高锰酸钾溶液滴定亚铁离子，高锰酸钾溶液为紫色，滴定达到终点时，滴加最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟不恢复原来颜色；
（3）消耗高锰酸钾的物质的量为0.035L×0.01mol/L,则原溶液中Fe2+的物质的量为0.035L×0.01mol/L×5×10=0.0175mol，所以FeSO4·7H2O的质量是0.0175mol×278g/mol=4.865g,则产品中FeSO4·7H2O的质量分数为4.865g/5.2g×100%=93.56%.
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