Question

海洋是一座巨大的寶藏，海水中蘊(yùn)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(yīng)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(chǎn)品純度得到提高．20世紀(jì)80年代起，隔膜法電解工藝逐漸被離子交換膜電解技術(shù)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(dāng)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(chǎn)鎂的流程．
（1）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①沉淀池：

 

 ②電  解：

 

（2）整個生產(chǎn)流程中循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

．
（3）簡述加熱氯化鎂的結(jié)晶水合物使之脫水轉(zhuǎn)化為無水氯化鎂的注意事項：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：Ⅰ（1）陽極上氯離子放電；
（2）陰極上氫離子放電，導(dǎo)致陰極附近產(chǎn)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(dāng)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(zhì)的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和氫氧化鈉的關(guān)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(fù)分解反應(yīng)②電解熔融氯化鎂，為氧化還原反應(yīng)，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(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）陰極上氫離子放電，導(dǎo)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(yīng)2NaOH+Cl₂═NaClO+NaCl+H₂O，防止Cl₂和NaOH反應(yīng)，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(dāng)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(zhì)的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和氫氧化鈉的關(guān)系式得NaOH的質(zhì)量=

2mol

2

×2×40g/mol=80g，
故答案為：80；
Ⅲ．（1）①把海水中的氯化鎂轉(zhuǎn)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(yīng)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(biāo)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(xué)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(jìn)gCl₂?6H₂O受熱產(chǎn)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(jìn)行加熱．

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