Question

【化學--化學與技術】
海洋是一座巨大的寶藏，海洋資源的開發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）電滲析法是近年發展起來的一種較好的海水淡化技術，其原理如圖1．其中陰  （陽）離子交換膜只允許陰（陽）離子通過．

①陰極的電極反應式為

 

．
②電解一段時間，陰極區會產生水垢，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是工業上生產鎂的流程．
①干燥步驟中將氯化鎂的水合晶體轉化為無水氯化鎂的操作方法是

 

．
②整個生產流程中，循環使用的物質是

 

．
③有人認為：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，這樣可優化生產過程．你的觀點是

 

（填“同意”或“不同意”）；理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）①依據電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．所以陰極上是陽離子得到電子發生還原反應；
②陰極是氫離子得到電子發生還原反應，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極，陽離子移向陰極，所以水在b處流出；
（2）①氯化鎂中的鎂離子易水解，在酸性環境下可以抑制水解；
②根據流程圖可以看出，氯氣可以循環利用；
③根據氧化鎂和氯化鎂的熔點不同．

解答：解：（1）①陰極上是陽離子得到電子發生還原反應，氫離子放電能力大于鈉離子，所以電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
②陰極是氫離子得到電子發生還原反應，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極，陽離子移向陰極，通過用一段時間海水中的 陰陽離子在兩個電極放電，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，且帶走MgCl₂?6H₂O受熱產生的水汽，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根據流程圖可以看出，氯氣可以循環利用；
故答案為：氯氣；
③MgO熔點為3105℃，MgCl₂熔點714℃，熔融MgO時耗費大量的能量，而增加生產成本，
故答案為：不同意；MgO熔點很高，熔融時耗費大量的能量而增加生產成本．

點評：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．