Question

（15分）海洋是一座巨大的寶藏，海水中蘊含80多種元素。氯堿工業和制備金屬鎂的原料都可來自于海水。

Ⅰ．在氯堿工業中，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．隨著科技的發展，電解工藝不斷革新，電解效率和產品純度得到提高。20世紀80年代起，隔膜法電解工藝逐漸被離子交換膜電解技術取代。
（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，當電路中通過1．929×10⁵ C的電量時，生成NaOH_       g。 
Ⅲ．下圖是工業上生產鎂的流程。

（1）寫出下列反應的化學方程式：
①沉淀池：                     ；  ②電解：                              ；
（2）整個生產流程中循環使用的物質是              。
（3）簡述加熱氯化鎂的結晶水合物使之脫水轉化為無水氯化鎂的注意事項：                  。

Answer 1

Ⅰ．（1）2Cl^－－2e^－＝Cl₂ ↑  （2）NaOH和NaCl        （3）阻止氣體通過 
Ⅱ．（1）NaOH溶液    Na^＋  （2）80
Ⅲ．（1）①MgCl₂＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋CaCl₂ ②MgCl₂(熔融) Mg＋Cl₂↑

（2）氯氣 （3）為了防止氯化鎂水解，要在氯化氫氣體的氛圍中加熱

試題分析：Ⅰ．（1）電解飽和NaCl溶液的陽極的反應式是2Cl^－－2e^－＝Cl₂ ↑；（2）在陰極由于放電能力H⁺>Na⁺，所以陰極的電極反應式是：2H⁺+2e^-=H₂↑．由于破壞了附近的水的電離平衡，使得陰極附近OH^-濃度增大，所以圖甲中流出的b是NaOH及未電離的NaCl的混合溶液。（3）石棉隔膜的作用是阻止氣體通過，防止Cl₂與陰極反應反應產物H₂、NaOH發生反應。Ⅱ．（1）離子交換膜電解槽中⑥是NaOH溶液；⑦是Na^＋。（2）n(e-)=(1．929×10⁵ C÷1．602×10^－19C)÷6．02×10²³=2．0mol。n(NaOH)=2．0mol;m(NaOH)=2．0mol×40g/mol=80g。Ⅲ．（1）由工業上生產鎂的流程圖可知：①沉淀池的化學反應方程式是MgCl₂＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋CaCl₂；②在電解池中的化學反應方程式是MgCl₂(熔融) Mg＋Cl₂↑。（2）整個生產流程中循環使用的物質是氯氣。（3）MgCl₂是強酸弱堿鹽，在加熱氯化鎂的結晶水合物使之脫水轉化為無水氯化鎂的過程中，MgCl₂會發生水解反應產生HCl和Mg(OH)₂, HCl揮發逸出，最終得到的是Mg(OH)₂。所以在加熱的過程中要防止其水解。為了防止氯化鎂水解，要在氯化氫氣體的氛圍中加熱。最后蒸干得到的就是無水MgCl₂。