Question

（2012?青島）二十一世紀是海洋開發與利用的世紀，我市規劃確立了“藍色經濟”發展戰略，海洋化學資源的綜合利用將是重點發展領域之一．以下是某研究性學習小組在探究海水綜合利用中遇到的問題，請你參與解決并填空：
問題一、海水制鎂過程中如何富集鎂離子？
甲、乙、丙三位同學各自提出自己的設想：
甲：直接往海水中加入石灰乳．
乙：高溫加熱蒸發海水后，加入石灰乳．
丙：向曬鹽后的鹵水中，加入石灰乳．
通過分析比較，你認為

丙

的設想最為經濟合理（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
問題二、粗鹽純化過程中如何除去可溶性雜質？
粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等雜質．提純時，先向粗鹽水中加過量的氫氧化鋇溶液，目的是完全除盡

硫酸根離子

；再加過量的

碳酸鈉

溶液，除去雜質陽離子；濾去沉淀，向濾液中加入

稀鹽酸

，將溶液的pH調為7，即得到精鹽水．
問題三、海水“制堿”的產物成分是什么？
同學們從某企業取回少量碳酸氫鈉受熱完全分解后的固體樣品，為確定其成分，進行了如下探究：
【提出猜想】
甲的猜想：樣品中只含有碳酸鈉；
乙的猜想：樣品中含有碳酸鈉和氫氧化鈉；
丙的猜想：樣品中只含有氫氧化鈉．
他們做出上述三種猜想的科學依據是

化學反應前后元素的種類不變

．
【實驗、記錄與分析】

步驟	實驗操作	實驗現象	結論
1	取少量樣品于試管中，加水完全溶解，再加入 過量氯化鋇溶液	生成白色沉淀	丙的猜想不成立
2	取步驟1反應后的溶液與試管中 滴加無色的酚酞試液	無明顯現象	只有甲的猜想成立

Answer 1

分析：問題一：從節約原料，方法可行的角度分析即可；
問題二：從除掉雜質時一定不能引入新的雜質，并結合酸堿鹽之間的反應規律分析解答；
問題三：依據質量守恒定律的元素守恒規律，猜測產物的情況；
從判斷溶液中是否具有碳酸根，以及去除溶液中的碳酸根后是否還含有氫氧化鈉的角度對問題進行設計即可；

解答：解：問題一：三種方式中甲需要大量的石灰乳，乙則需要加熱消耗能量，只有丙的方式節約原料和能源且可行；
問題二：從除雜的原理出發可知，當粗鹽中含有硫酸鈉、氯化鈣等雜質時一般是先加入過量的氫氧化鋇，以除掉溶液中的硫酸根離子（與鋇離子結合成硫酸鋇沉淀），再加入過量的碳酸鈉，以除掉溶液中的鈣離子（與碳酸根結合成碳酸鈣）和剩余的鋇離子（與碳酸根結合成碳酸鋇沉淀），此時溶液中的雜質離子是多余的碳酸根離子和氫氧根離子，所以此時加入鹽酸調節溶液的pH為7，即可除掉碳酸根離子和氫氧根離子；
問題三：由于化學反應前后元素的種類不變，所以才有以上三種猜測；
丙的猜想不成立，則可檢驗溶液中是否含有碳酸鈉，只要加入氯化鋇的溶液并生成白色沉淀（碳酸根離子會與鋇離子結合成碳酸鋇沉淀），則可說明并不成立；
取上述反應后的溶液繼續試驗，如果溶液呈堿性則有氫氧化鈉的存在，不呈堿性則無氫氧化鈉的存在；
故答案為：問題一：丙；問題二：硫酸根離子；碳酸鈉；稀鹽酸；
問題三：化學反應前后元素的種類不變；

步驟	實驗操作	實驗現象	結論
1	過量氯化鋇溶液	生成白色沉淀
2	滴加無色的酚酞試液	無明顯現象

點評：本題屬于實驗探究題，并通過實驗探究來鑒定了物質的組成，既有實驗過程的探究，又有結論的探究．解題時首先根據題目的信息和查閱的資料，然后設計實驗方案、進行實驗，最后得出正確的結論，符合科學探究的基本環節．