Question

6月5日是世界環境日，今年的主題是“海洋存亡，匹夫有責”，開發海洋，維持海洋的可持續發展是每個地球公民的神圣職責．請回答下面關于海洋的幾個問題：
問題一：今年5月，我國浙江沿海發生大面積的“赤潮”，造成養殖業重大損失．赤潮的發生主要是與因為藻類的瘋狂生長，與藻類瘋長的密切相關的元素是

 

和

 

．（填元素符號）


問題二：海水中資源豐富，含量最多的金屬陽離子是

 

（填符號），含量最多的分子是

 

（填符號），海水中除含有大量的氯化鈉外，還有氯化鎂、氯化鈣等物質，則下列結構示意圖所表示的微粒一定在海水中含有的是

 

．（填序號）
問題三：我國舟山鹽場海水曬鹽的原理是

 

．
A、氯化鈉的溶解度受溫度影響較大  B、因氯化鈉溶解度受溫度影響不大，故采取蒸發水分的方法所得粗鹽中主要含泥砂、氯化鎂、氯化鈣等雜質，現對其進行提純，主要操作流程如下：

（1）操作①的名稱是

 

，操作②的名稱是

 

．
（2）A溶液是

 

，B溶液是

 

．（選擇合適序號填空）
a、Na₂CO₃          b、K₂CO₃        c、H₂SO₄      d、HCl
問題四：經勘察，深海下含有豐富的“可燃冰”，可滿足人類1000年的能源需要．該物質是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構建成8個籠，每個籠可容納1個CH₄分子或1個游離H₂O分子．若晶體中每8個籠只有6個容納了CH₄分子，另外2個籠被游離H₂O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為

 

．
A、CH₄?14H₂O    B、CH₄?8H₂O   C、CH₄?（23/3）H₂O     D、CH₄?6H₂O
若該水合物可表示為CH₄?nH₂O，則其與氧氣完全燃燒的方程式如下，請將括號中的化學計量數補充完整：
CH₄?nH₂O+2O₂

點燃  .

CO₂+

 

H₂O．
問題五：海水淡化是國際上研究的熱點問題，我國科學家在利用高分子膜進行海水淡化的研究上取得了一些成績．如圖1，左側為海水，右側為經過一段時間后由左側經高分子膜滲透得到的淡水，分析高分子膜在海水淡化過程中的作用

 

．

問題六：如圖2為某學生制作的一種家用環保型消毒液發生器：原理是電解飽和氯化鈉溶液，制得的消毒液有較強的殺菌能力，該反應是利用氯化鈉和水在電解條件下生成NaOH、H₂和Cl₂，請完成化學方程式．

 

．
該消毒液中起消毒作用的物質是NaClO（次氯酸鈉），它是由氯氣和NaOH進一步反應制得的，方程式為：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．請模仿寫出Cl₂與消石灰作用制取漂白粉的化學反應方程式：

 

．

Answer 1

分析：問題一：水域中氮、磷等營養鹽類、微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進赤潮生物的大量繁殖；
問題二：根據對海水組成的認識，判斷海水中含量最多的金屬離子及分子，并辨別所給粒子的結構示意圖，判斷海水中一定含有的微粒；
問題三：海水曬鹽即通過海水中水分蒸發獲得食鹽；分析粗鹽提純過程的流程圖，判斷相關的操作及所使用的試劑；
問題四：分析天然氣水合物微觀構成的描述信息，判斷天然氣水合物的分子構成，確定該分子的化學式，并對天然氣水合物燃燒反應化學方程式進行配平；
問題五：觀察圖中高分子膜海水淡化的過程，對比淡化前后水的變化，判斷高分子膜在此過程中的作用；
問題六：根據題中反應的信息，寫出反應的化學方程式．

解答：解：問題一：赤潮的發生主要是因為藻類的瘋狂生長，藻類生長需要氮、磷等營養元素；
問題二：海水中含有大量的氯化鈉，氯化鈉溶解時電離出金屬離子鈉離子，因此可知海水中含量最多的金屬離子為鈉離子；水由分子構成，因此海水中含量最多的分子應該為水分子；根據“海水中除含有大量的氯化鈉外，還有氯化鎂、氯化鈣等物質”的信息，可判斷海水中含有鈉離子、鎂離子、鈣離子、氯離子等，粒子結構示意圖①質子數與核外電子數都為17的氯原子、②為質子數為11而核外電子數為10的鈉離子、③質子數與核外電子數均為12的鎂原子、④質子數為12而核外電子數為10的鎂離子，因此結構示意圖所表示的微粒一定在海水中含有的是②④；
問題三：因氯化鈉溶解度受溫度影響不大，故通常采取蒸發水而獲得晶體的方法從氯化鈉溶液中獲得氯化鈉，海水曬鹽即是此原理的具體應用；
（1）操作①完成后，溶液中不溶性固體物質被分離而除去，因此該操作為過濾；操作②則是從氯化鈉溶液獲得氯化鈉固體，因此該操作應為蒸發；
（2）為除去濾液甲氯化鈉溶液中混有的氯化鈣、氯化鎂且不引入新的金屬離子，應向溶液中加入過量的碳酸鈉，使氯化鈣、氯化鎂生成碳酸鈣、碳酸鎂沉淀；為除去濾液乙氯化鈉溶液中混有的碳酸鈉，可向溶液中加入足量稀鹽酸；
問題四：天然氣水合物由46個水分子構成8個籠且其中6個籠中含6個甲烷分子而另2個籠中含2個水分子，因此該天然氣水合物中甲烷分子與水分子的比為6：（46+2）=1：8，故其平均組成可表示為CH₄?8H₂O；
水合物CH₄?nH₂O完全燃燒時，其中氫元素全部轉化為水，配平反應的化學方程式確定生成水分子計量數時，可由反應前后氫原子個數相等確定水分子的計量數．反應前氫原子的個數為2n+4，則水分子的計量數為

2n+4

2

=n+2；
問題五：如圖，左側為海水，右側為經過一段時間后由左側經高分子膜滲透得到的淡水，可知通過高分子膜后海水中的鈉離子、鎂離子等被過濾而除去，因此高分子膜的作用為使水分子通過而離子（鈉離子、鎂離子等）不能通過；
問題六：根據反應信息“氯化鈉和水在電解條件下生成NaOH、H₂和Cl₂”，該反應為氯化鈉與水通電時電解生成NaOH、H₂和Cl₂，反應的化學方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
根據Cl₂與氫氧化鈉反應的化學方程式，可得知氯氣與堿類物質反應生成氯化物、次氯酸鹽和水，因此氯氣與氫氧化鈣反應時可生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，反應的化學方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O．
故答案為：
問題一：N；P；
問題二：Na⁺；H₂O；②和④；
問題三：B；（1）過濾；蒸發；（2）a；d；
問題四：B；n+2；
問題五：使水分子通過而離子（鈉離子、鎂離子等）不能通過；
問題六：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O．

點評：本題所涉及知識比較雜亂，在解答時應逐題分析清楚，切勿混為一談而造成一片混亂．