Question

海水中主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-等離子．合理利用海水資源和保護(hù)環(huán)境是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要保證．
Ⅰ．海水綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如圖1所示：

（1）步驟①電解時(shí)，陰極產(chǎn)物是

 

（填化學(xué)式）．
（2）流程中進(jìn)行②③兩個(gè)步驟的目的是

 

．
（3）步驟④中的一定條件指的是

 

．
Ⅱ．火力發(fā)電燃煤排放的SO₂會(huì)造成一系列環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題．利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程如圖2所示：

（4）天然海水的pH≈8，呈弱堿性．用離子方程式解釋原因

 

．
（5）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進(jìn)行氧化處理，其反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（6）氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是

 

．
（7）某研究小組為測(cè)定某煙氣（主要成分：SO₂、CO₂、N₂、O₂）中SO₂的體積分?jǐn)?shù)，將煙氣緩緩?fù)ㄟ^(guò)如圖3所示的裝置．若煙氣的流速為55mL/min，2分鐘后，測(cè)得量筒內(nèi)液體的體積為15mL，則煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,海水資源及其綜合利用,二氧化硫的污染及治理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)電解氯化鈉溶液的兩極反應(yīng)判斷；
（2）海水中鎂離子濃度很小，通過(guò)化學(xué)方法富集；
（3）氯化鎂易水解，加熱其晶體時(shí)要在HCl氣流中；
Ⅱ．（4）根據(jù)海水中的離子是否水解進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)使用空氣中的氧氣將H₂SO₃氧化來(lái)分析；
（6）利用酸堿反應(yīng)分析混合的目的；
（7）混合氣體通過(guò)酸性高錳酸鉀二氧化硫被吸收，剩余的氣體通過(guò)飽和的碳酸氫鈉溶液不溶解，最后通過(guò)排水法測(cè)其體積，由總體積和剩余氣體的體積求出二氧化硫的體積，再求出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：Ⅰ．（1）步驟①電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極上陽(yáng)離子得電子即氫離子得電子生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉；
故答案為：H₂、NaOH；
（2）海水中鎂離子濃度很小，通過(guò)化學(xué)方法富集，所以流程中進(jìn)行②③兩個(gè)步驟的目的是提高M(jìn)g²⁺的濃度，起到富集作用；
故答案為：提高M(jìn)g²⁺的濃度，起到富集作用；
（3）氯化鎂易水解，水解生成氫氧化鎂和氯化氫，所以加熱其晶體時(shí)要在HCl氣流中防止水解反應(yīng)的發(fā)生，
故答案為：要在HCl氣流中；
Ⅱ．（4）海水中主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO^-₃等離子，在這些離子中能發(fā)生水解的是CO₃^2-、HCO^-₃離子，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-它們水解呈堿性，所以天然海水的pH≈8，呈弱堿性，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（5）天然海水吸收了含硫煙氣后，要用O₂進(jìn)行氧化處理，氧氣將H₂SO₃氧化為硫酸，該反應(yīng)為2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，其離子方程式為：2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-；
故答案為：2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-；
（5）氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，是因中和稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案為：中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸；
（7）混合氣體通過(guò)酸性高錳酸鉀二氧化硫被吸收，剩余的氣體通過(guò)飽和的碳酸氫鈉溶液不溶解，最后通過(guò)排水法測(cè)其體積，
煙氣的流速為55mL/min，2分鐘后，煙氣的總體積為55mL/min×2=110ml，反應(yīng)后最終剩余15ml，所以二氧化硫的體積為110ml-15ml=95ml，
則煙氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

95ml

110mol

×100%=86.4%；
故答案為：86.4%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的應(yīng)用、海水中資源的綜合應(yīng)用、鹽的水解、二氧化硫的含量的測(cè)定等，題目綜合性較強(qiáng)，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．