Question

海洋是一座巨大的寶藏，海水中蘊含80多種元素．氯堿工業(yè)和制備金屬鎂的原料都來自于海水．

Ⅰ．在氯堿工業(yè)中，曾用石棉隔膜電解槽來電解食鹽水（如圖甲所示）．
（1）寫出陽極的反應式：

 

．
（2）圖甲中流出的b是

 

溶液．
（3）石棉隔膜的作用是

 

．
Ⅱ．隨著科技的發(fā)展，電解工藝不斷革新，電解效率和產品純度得到提高．20世紀80年代起，隔膜法電解工藝逐漸被離子交換膜電解技術取代．
（1）離子交換膜電解槽（如圖乙所示）中⑥、⑦分別是

 

、

 

．
（2）已知一個電子的電量是1.602×10^-19C，用離子膜電解槽電解飽和食鹽水，當電路中通過1.929×10⁵ C的電量時，生成NaOH

 

g．
Ⅲ．圖丙是工業(yè)上生產鎂的流程．
（1）寫出下列反應的化學方程式：①沉淀池：

 

 ②電  解：

 

（2）整個生產流程中循環(huán)使用的物質是

 

．
（3）簡述加熱氯化鎂的結晶水合物使之脫水轉化為無水氯化鎂的注意事項：

 

．

Answer 1

考點：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：Ⅰ（1）陽極上氯離子放電；
（2）陰極上氫離子放電，導致陰極附近產生氫氧化鈉；
（3）石棉隔膜的作用阻止氣體通過；
Ⅱ．（1）離子膜電解槽只允許陽離子和水分子通過；
（2）一個電子的電量是1.602×10^-19C，當電路中通過1.929×10⁵ C的電量時，電子的個數(shù)=

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，電子的物質的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根據(jù)轉移電子和氫氧化鈉的關系式計算；
Ⅲ．（1）①在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物，得到氫氧化鎂沉淀，發(fā)生復分解反應②電解熔融氯化鎂，為氧化還原反應，生成鎂和氯氣；
（2）根據(jù)流程圖可以看出，氯氣可以循環(huán)利用；
（3）氯化鎂中的鎂離子易水解，在酸性環(huán)境下可以抑制水解．

解答： 解：Ⅰ．（1）陽極上氯離子放電生成氯氣，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）陰極上氫離子放電，導致陰極附近生成NaOH，溶液中還有部分氯化鈉，所以b流出的液體是NaOH和NaCl，故答案為：NaOH和NaCl；
（3）Cl₂和NaOH溶液接觸，發(fā)生反應2NaOH+Cl₂═NaClO+NaCl+H₂O，防止Cl₂和NaOH反應，石棉隔膜的作用是阻止氣體通過，
故答案為：阻止氣體通過；
Ⅱ．（1）電解飽和食鹽水，電解槽離子膜，允許陽離子（或Na⁺）和水分子通過，不允許陰離子通過；陰極是氫離子放電生成氫氣，同時生成氫氧化鈉，所以⑥為氫氧化鈉，⑦為Na⁺，
故答案為：NaOH溶液；Na⁺；
（2）一個電子的電量是1.602×10^-19C，當電路中通過1.929×10⁵ C的電量時，電子的個數(shù)=

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，
電子的物質的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根據(jù)轉移電子和氫氧化鈉的關系式得NaOH的質量=

2mol

2

×2×40g/mol=80g，
故答案為：80；
Ⅲ．（1）①把海水中的氯化鎂轉化成氫氧化鎂沉淀，是往海水中加熟石灰，氯化鎂和石灰乳的成分氫氧化鈣反應MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+CaCl₂，由于氫氧化鎂不溶于水，因此可以采用過濾的方法使沉淀分離出來，因石灰乳是懸濁物，所以氫氧化鎂沉淀無需標沉淀，
故答案為：MgCl₂+Ca（OH）₂═Mg（OH）₂+CaCl₂；
②無水氯化鎂在熔融狀態(tài)下，通過電解得到金屬鎂，化學方程式為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（2）根據(jù)流程圖可以看出，氯氣可以循環(huán)利用，故答案為：氯氣（或Cl₂）；
（3）氯化鎂中的鎂離子易水解，在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl₂水解，且?guī)ё進gCl₂?6H₂O受熱產生的水汽，得到無水MgCl₂，
故答案為：為了防止氯化鎂水解，要在氯化氫氣體的氛圍中進行加熱．

點評：本題考查了氯堿工業(yè)及鎂的制備，明確反應原理是解本題關鍵，熟悉離子交換法制取氯氣所發(fā)生的反應，知道鎂的冶煉方法，注意氯化鎂易水解，為易錯點．