- 海水水资源的利用
- 共657题
在给定温度下发生下述反应：4FeS2（s）+11O2（g）====2Fe2O3（s）+8SO2（g） ΔH="-3" 319 kJ/mol，又知反应后的固体残渣中含有4%的FeS2，试计算燃烧1kg这种硫铁矿时放出的热量。
正确答案
5674.8 kJ。
设参加反应的FeS2的质量为x，生成Fe2O3是2/3x。
（1-x）=4%（2/3x+1-x），
x="2.88/2.96" kg，
放出的热量=
．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg（以MgCl2形式存在）和Br2（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：
请回答：
（1）在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，精制时所用的试剂为：
A．盐酸 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．碳酸钠溶液．
则加入试剂的顺序是（填编号）______．
（2）Mg（OH）2中加入盐酸后，要获得MgCl2•6H2O晶体，需要进行的实验操作依次______．
A．蒸馏 B．灼烧 C．过滤 D．蒸发 E．冷却结晶
（3）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是______．
A．精制饱和食盐水进入阳极室 B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气 D．电解槽的阳极用金属铁网制成
（4）写出电解饱和NaCl溶液的电极反应方程式：______．
（5）此工业煅烧贝壳得到氧化钙．石灰石和贝壳的主要成份相同，事实上，石灰石在许多化学工业生产都发挥了极大的作用，请写出一条化工生产中碳酸钙参与的化学反应方程式（此工业涉及的方程式除外）______．
（6）利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是______．
（7）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，写出反应的化学方程式：______．
正确答案
（1）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以添加试剂的顺序为：CBDA；或BCDA；
（2）Mg（OH）2中加入盐酸后，要获得MgCl2•6H2O晶体，需要进行的实验操作为：蒸发浓缩，冷却结晶．如果要使该晶体变为无水氯化镁，一定要在HCl气氛中脱水，否则会水解；
故答案为：DEC；
（3）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，
阳极：2Cl--2e-═Cl2↑，
阴极：2H++2e-═H2↑；
总反应为：2NaCl+2H2O
阴极：氢离子放电，产生氢气．致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以阴极出口导出的液体是氢氧化钠溶液；
阳极：氯离子放电，产生氯气，致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以阳极入口应加入精制饱和食盐水；
故答案为：D；
（4）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；
故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑：2H++2e-═H2↑；
（5）工业炼铁除硫磷：CaCO3+SO2═CaSO3+CO2；工业制玻璃反应原理；CaCO3+SiO2
故答案为：CaCO3+SiO2
（6）利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是，在HCl气流中加热脱水，故答案为：在HCl气流中加热脱水；
（7）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，发生的反应是亚硫酸钠被溴单质氧化为硫酸钠；反应的化学方程式为：2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr；
故答案为：2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr；
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质，其流程如图所示：
完成下列填空
（1）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、______、______；加热浓缩、______、______、烘干．
（2）气体X是______（填化学式），溶液II中发生反应的化学方程式是：______．
（3）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加______．
（4）若在母液中通入氯气可提取海水中的溴，反应的离子方程式为______．
（5）由MgCl2•6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下：
①上图中，装置a由______、______、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是______，
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，主要原因是______，
④装置b中填充的物质可能是______（填入编号）
e．硅胶 f．碱石灰 g． 无水氯化钙 h．浓硫酸
⑤方框中的d装置可选择______．
正确答案
（1）粗盐提纯的主要步骤：①先取样；②溶解，将粗盐逐渐加入盛有水的烧杯里，边加边用玻璃棒搅拌（玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解），直加到粗盐不再溶解时为止，观察所得食盐水是否浑浊；③过滤，过滤食盐水，仔细观察滤纸上剩余物及滤液颜色，如滤液浑浊，应再过滤一次；④蒸发结晶，把所得滤液倒入蒸发皿，用酒精灯加热，待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热蒸干；⑤再过滤，看是否晶体上不再有杂质为止，故答案为：溶解；过滤；结晶；过滤（或过滤；洗涤）；
（2）向饱和食盐水中通入氨气再通入二氧化碳即可生成碳酸氢钠固体，故答案为：NH3；NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；
（3）氯离子的检验方法：取少量试样溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸银，看是否有白色沉淀生成，故答案为：HNO3、AgNO3；
（4）氯气具有氧化性，其氧化性强于溴单质，氯气能氧化溴离子，反应实质为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
（5）①根据装置用到的仪器有：圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管，故答案为：圆底烧瓶、分液漏斗；
②氯化镁易水解，应在氯化氢气流中获得其晶体，氯化氢可以循环使用，故答案为：盐酸；
③氯化镁易水解，应在氯化氢气流中获得其晶体，故答案为：抑止镁离子水解；
④酸性气体的干燥必须用酸性干燥剂或中性干燥剂，在选项中，硅胶是酸性干燥剂，碱石灰是碱性干燥剂，能和酸性物质反应，无水氯化钙是中性干燥剂，浓硫酸是酸性干燥剂，但是具有强氧化性，不能用；
⑤氯化氢极易溶于水或强碱，药要防止倒吸，故选AD．
（一）括号中的物质是杂质，写出除去这些杂质的试剂：
（1）MgO （Al2O3）______（2）Cl2（HCl）______
（3）FeCl3（FeCl2）______（4）NaHCO3溶液（Na2CO3）______
（二）海水中含有大量的氯化镁，从海水中提取镁的生产流程如图1所示：
回答下列问题：
写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式______；
操作①主要是指______；试剂①可选用______；操作②是指______；经操作③最终可得金属镁．
（三）实验室配制480ml 0.1mol•L-1的Na2CO3溶液，回答下列问题：
（1）应用托盘天平称取十水碳酸钠晶体______g．
（2）如图2所示的仪器配制溶液肯定不需要的是______（填序号），本实验所需玻璃仪器E规格为______mL．
（3）容量瓶上标有：①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的______．（填数字符号）
（4）配制所需的主要仪器是：a容量瓶、b烧杯、c胶头滴管、d托盘天平，它们在操作过程中使用的前后顺序是______．（填写字母，每种仪器只能选择一次）
（5）玻璃棒是化学实验中常用的一种玻璃工具，则在配制溶液的过程中玻璃棒共起到了______种用途．（填写数字）
（6）若实验时遇到下列情况，将使溶液的浓度偏低的是______．
A．配制前设有将容量瓶中的水除尽； B．碳酸钠失去了部分结晶水；
C．碳酸钠晶体不纯，其中混有氯化钠； D．称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈； E．定容时仰视刻度线．
正确答案
（一）（1）MgO （Al2O3）二者都难溶于水，根据分类和性质MgO是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性，溶于酸而不溶于碱；Al2O3是两性氧化物，具有两性氧化物的通性，溶于强酸强碱．所以可把混合物加入强碱溶液中，Al2O3能和氢氧化钠溶液反应，Al2O3+2OH-=2AIO2-+H2O，然后过滤，可得较纯的MgO，故答案为：NaOH溶液；
（2）Cl2（HCl）氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，故答案为：饱和NaCl溶液；
（3）FeCl3（FeCl2） 除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，选择氯气或氯水等，发生的离子反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：氯气或氯水；
（4）NaHCO3溶液（Na2CO3） 除去NaHCO3溶液中含有的Na2CO3溶质可在溶液中通入过量二氧化碳气体，Na2CO3溶液可与二氧化碳反应生成NaHCO3，反应的离子方程式为CO32-+H2O+CO2=2HCO3-，故答案为：CO2；
（二）在海水中加入氧化钙，氧化钙和水反应会生成氢氧化钙，CaO+H2O=Ca（OH）2①，氢氧化钙和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2②，总的方程式①+②得：CaO+MgCl2+H2O=Mg（OH）2+CaCl2，氧化钙和水会生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化镁会生成氢氧化镁沉淀，所以操作1的名称是过滤，氢氧化镁沉淀和盐酸反应生成氯化镁和水，Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，所以试剂①可选用盐酸，由氯化镁溶解度受温度的影响决定通过什么方法使溶质从它的饱和溶液中结晶析出，氯化镁溶解度受温度的影响变化不大，所以操作②的名称是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，电解氯化镁生成金属镁和氯气，该反应的化学方程式：MgCl2
故答案为：CaO+MgCl2+H2O=Mg（OH）2+CaCl2；过滤；HCl；蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；
（三）（1）没有480mL的容量瓶，应选择大于480mL且规格相近的容量瓶，故选择500mL容量瓶；
配制500mL0.1mol•L-1的Na2CO3溶液需要碳酸钠的质量为：0.1mol•L-1×0.5L=0.05mol，Na2CO3•10H2O的物质的量等于Na2CO3的物质的量，所以Na2CO3•10H2O的质量0.05mol×286g/mol=14.3g；
故答案为：14.3；
（2）配制顺序是：计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签，一般用天平称量（用到药匙）称量，在烧杯中溶解，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，转移完毕，用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2～3次并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，使溶液的凹液面的最低点与刻线相平，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀．所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，不需要圆底烧瓶，分液漏斗，
故答案为：AC；500ml；
（3）根据容量瓶上标有温度、容量、刻度线，故选：①③⑤；
（4）操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解（可用量筒量取水加入烧杯），并用玻璃棒搅拌，加速溶解，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯、玻璃棒2-3次，并将洗涤液移入容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀，故在操作过程中使用的前后顺序是：d b a c；
故答案为：d b a c；
（5）溶解是玻璃棒用于搅拌加速溶解，移液时引流作用，故答案为：2；
（6）A．溶液配制需加水定容，配制前没有将容量瓶中的水除尽，容量瓶未经干燥就使用不影响溶质的物质的量，也不影响溶液的体积，所以对配制的溶液浓度无影响，故A错误；
B．碳酸钠失去了部分结晶水，导致称量溶质的质量增大，所以溶质的物质的量偏大，配制溶液的浓度偏高，故B错误；
C．碳酸钠晶体不纯，其中混有氯化钠，导致碳酸钠的物质的量偏小，配制溶液的浓度偏低，故C正确；
D．称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈，导致称量溶质的质量增大，所以溶质的物质的量偏大，配制溶液的浓度偏高，故D错误；
E．若定容时仰视刻度线，导致溶液的体积偏大，所以配制溶液的浓度偏低，故E正确；
故选CE．
南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为28°（属于硬水），主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：
⑴该泉水属于______硬水（填写“暂时”或“永久”）。
⑵若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加___________后加____________，原因是___________________。
⑶目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化，如水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入__________溶液中再生。
⑷岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：
①阳离子交换膜是指 （填A或B）。
②写出通电后阳极区的电极反应式： ；
阴极区的现象是： 。
正确答案
⑴永久
⑵纯碱；石灰；过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
⑶H+ ；强碱
⑷ ① B
② Cl-+2e- = Cl2↑ 电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀。
扫码查看完整答案与解析