Question

【化學(xué)--化學(xué)與技術(shù)】
海洋是一座巨大的寶藏，海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景．某地海水的pH在7.5～8.6之間，其中主要離子的含量如下表：

成分

Na+

K+

Ca2+

Mg2+

Cl-

SO 42-

HCO 3+

含量/mg?L-1

9360

83

200

1100

16000

1200

118

（1）電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如圖1．其中陰  （陽(yáng)）離子交換膜只允許陰（陽(yáng)）離子通過．

①陰極的電極反應(yīng)式為

 

．
②電解一段時(shí)間，陰極區(qū)會(huì)產(chǎn)生水垢，其成分為CaCO₃和Mg（OH）₂，寫出生成CaCO₃的離子方程式

 

．
③淡水的出口為a、b、c中的

 

出口．
（2）如圖2是工業(yè)上生產(chǎn)鎂的流程．
①干燥步驟中將氯化鎂的水合晶體轉(zhuǎn)化為無水氯化鎂的操作方法是

 

．
②整個(gè)生產(chǎn)流程中，循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

．
③有人認(rèn)為：過濾步驟后，直接加熱Mg（OH）₂得MgO，再電解熔融的MgO制金屬鎂，這樣可優(yōu)化生產(chǎn)過程．你的觀點(diǎn)是

 

（填“同意”或“不同意”）；理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）①依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過．所以陰極上是陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣；
③在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，所以水在b處流出；
（2）①氯化鎂中的鎂離子易水解，在酸性環(huán)境下可以抑制水解；
②根據(jù)流程圖可以看出，氯氣可以循環(huán)利用；
③根據(jù)氧化鎂和氯化鎂的熔點(diǎn)不同．

解答：解：（1）①陰極上是陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子放電能力大于鈉離子，所以電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
②陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣，生成碳酸鈣沉淀的離子方程式為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
③在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，通過用一段時(shí)間海水中的 陰陽(yáng)離子在兩個(gè)電極放電，所以水在b處流出，
故答案為：b；
（2）①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(jìn)gCl₂?6H₂O受熱產(chǎn)生的水汽，得到無水MgCl₂，
故答案為：在干燥的HCl氣流中加熱氯化鎂晶體，以防止氯化鎂水解；
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；
③MgO熔點(diǎn)為3105℃，MgCl₂熔點(diǎn)714℃，熔融MgO時(shí)耗費(fèi)大量的能量，而增加生產(chǎn)成本，
故答案為：不同意；MgO熔點(diǎn)很高，熔融時(shí)耗費(fèi)大量的能量而增加生產(chǎn)成本．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水淡化的電滲析原理的分析判斷，海水中鎂的提取過程，題目難度中等，掌握原理即可解答．