Question

13．海水是一個巨大的化學資源寶庫，利用海水可以獲得很多化工產(chǎn)品．
（1）海水中制得的氯化鈉可用于生產(chǎn)燒堿及氯氣．反應的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（2）利用制鹽后的鹽鹵提取溴的工藝流程如下（部分操作和條件已略去）：
鹽鹵$\stackrel{Cl_{2}}{→}$低濃度Br₂$\stackrel{Na_{2}CO_{3}}{→}$溶液Ⅰ$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$Br₂
將Br₂與Na₂CO₃反應的化學方程式補充完整：□Br₂+□Na₂CO₃═NaBrO₃+□5NaBr+□3CO₂↑
（3）鹽鹵蒸發(fā)冷卻后析出鹵塊的主要成分是MgCl₂，此外還含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等離子．以鹵塊為原料制得鎂的工藝流程如下（部分操作和條件已略去）：

生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)	開始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8
Mg（OH）2	9.6	11.1

①步驟②中需控制pH=9.8，其目的是除去溶液中含有的Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺雜質(zhì)，使之完全生成沉淀而除去．
②用NaClO 氧化Fe²⁺得到Fe（OH）₃沉淀的離子反應方程式是ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4H⁺．
③步驟③需在HCl保護氣中加熱進行，請用化學平衡移動原理解釋原因Mg²⁺+2H₂OMg（OH）₂+2H⁺，溫度升高，水解程度增大，通入HCl，增加c（H⁺），使平衡逆向移動，抑制Mg²⁺水解．HCl還能帶出水份，最終得到無水MgCl₂．
④NaClO還能除去鹽鹵中的CO（NH₂）₂，生成鹽和能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)．除去0.1mol CO（NH₂）₂時消耗NaClO22.35g．

Answer 1

分析 （1）電解氯化鈉溶液在陰極生成氫氧化鈉和氫氣，陽極生成氯氣；
（2）Br₂與Na₂CO₃反應生成NaBrO₃、NaBr和CO₂，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式；
（3）鹽鹵加水溶解，加NaClO將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，然后加入NaOH調(diào)節(jié)pH為9.8，使Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，過濾，濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到，氯化鎂晶體，在HCl氣氛中加熱得到無水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂得到Mg；
①步驟②中需控制pH=9.8在于使除Mg²⁺以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去；
②次氯酸鈉具有氧化性，把氧化亞鐵離子為三價鐵，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
③鎂離子水解顯酸性，通入HCl可以抑制其水解；
④NaClO還能除去鹽鹵中的CO（NH₂）₂，生成鹽和能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，其反應為3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O，根據(jù)方程式計算．

解答 解：（1）電解氯化鈉溶液在陰極生成氫氧化鈉和氫氣，陽極生成氯氣，其電解反應的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）Br₂與Na₂CO₃反應生成NaBrO₃、NaBr和CO₂，Br元素部分由0價升高到+5價，另一部分從0價降低到-1價，則生成的NaBrO₃與NaBr的物質(zhì)的量之比為1：5，所以配平方程式為：3Br₂+3Na₂CO₃=NaBrO₃+5NaBr+3CO₂↑，
故答案為：3、3、1、5NaBr、3CO₂；
（3）鹽鹵加水溶解，加NaClO將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，然后加入NaOH調(diào)節(jié)pH為9.8，使Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，過濾，濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到，氯化鎂晶體，在HCl氣氛中加熱得到無水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂得到Mg；
①步驟②中需控制pH=9.8在于使除Mg²⁺以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去，即控制pH=9.8的目的：除去溶液中含有的Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺雜質(zhì)，使之完全生成沉淀而除去；
故答案為：除去溶液中含有的Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺雜質(zhì)，使之完全生成沉淀而除去；
②加入次氯酸鈉會氧化亞鐵離子為三價鐵，則次氯酸鈉與Fe²⁺、H₂O反應生成Fe（OH）₃、Cl^-和H⁺，反應的離子方程式為：ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4H⁺；
故答案為：ClO^-+2Fe²⁺+5H₂O=2Fe（OH）₃+Cl^-+4H⁺；
③鎂離子水解生成氫氧化鎂和氫離子，Mg²⁺+2H₂OMg（OH）₂+2H⁺，水解反應屬于吸熱反應，加熱溫度升高，水解程度增大，通入HCl時，增加了溶液中的c（H⁺），能使水解平衡逆向移動，抑制Mg²⁺水解．HCl還能帶出水份，最終得到無水MgCl₂；
故答案為：Mg²⁺+2H₂OMg（OH）₂+2H⁺，溫度升高，水解程度增大，通入HCl，增加c（H⁺），使平衡逆向移動，抑制Mg²⁺水解．HCl還能帶出水份，最終得到無水MgCl₂；
④NaClO還能除去鹽鹵中的CO（NH₂）₂，生成鹽和能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，其反應為3NaClO+CO（NH₂）₂═3NaCl+CO₂↑+N₂↑+2H₂O，由方程式中物質(zhì)之間的關(guān)系可知，0.1mol CO（NH₂）₂消耗NaClO為0.3mol，則m（NaClO）=nM=0.3mol×74.5g/mol=22.35g，故答案為：22.35．

點評 本題考查了方程式的書寫、實驗儀器的選擇、物質(zhì)的制備原理，涉及知識點較多，題目側(cè)重于反應原理的應用和元素化合物性質(zhì)的考查，題目綜合性較強，難度中等，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．