Question

15．海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源，海水綜合利用的流程圖如圖1：

（一）某化學(xué)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(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（2）當(dāng)陰極產(chǎn)生11.2mL氣體時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)狀況），該溶液的pH為12（忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化）．
（二）鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源，就MgCl₂粗產(chǎn)品的提純、鎂的冶煉過(guò)程回答下列問(wèn)題：已知MgCl₂粗產(chǎn)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(zhì)	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(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，最適宜選用的物質(zhì)是b（填序號(hào)，下同），加入c調(diào)節(jié)溶液的pH，充分反應(yīng)后過(guò)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(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中失去結(jié)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(zhì)，通入熱空氣吹出溴單質(zhì)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(zhì)，起到富集作用，
（一）某化學(xué)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(yīng)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，石墨為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣；
（二）氯化鎂溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到氯化鎂晶體，由晶體得到氯化鎂固體，應(yīng)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(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，可選用的物質(zhì)是過(guò)氧化氫或氯氣，氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質(zhì)．

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(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中失去結(jié)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(zhì)，通入熱空氣吹出溴單質(zhì)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(zhì)，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(yáng)極，溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)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(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，可選用的物質(zhì)是過(guò)氧化氫、氯氣，氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質(zhì)應(yīng)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(huì)水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解，應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備以及分離，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重考查海水資源的開發(fā)和利用，涉及電解原理等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱與冶煉方法的選取、電解原理、物質(zhì)的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，注意由帶結(jié)晶水的氯化鎂制取氯化鎂的條件，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．