Question

海水中蘊藏著豐富的資源，海水綜合利用的流程圖如下．
（1）用NaCl做原料可以得到多種產(chǎn)品．
①工業(yè)上由NaCl制備金屬鈉的化學方程式是

 

．
②實驗室用惰性電極電解100mL0.1mol/L NaCl溶液，若陰陽兩極均得到112mL氣體（標準狀況），則所得溶液的pH為

 

（忽略反應前后溶液的體積變化）．
（2）分離出粗鹽后的鹵水中蘊含豐富的鎂資源，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl₂粗產(chǎn)品．
粗產(chǎn)品的溶液中含有Na⁺、Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺，需將Fe³⁺、Fe²⁺、Mn²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀除去；Fe（OH）₂呈絮狀，常將其轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃而除去（生成氫氧化物沉淀的pH見表）．選擇一種物質(zhì)可以實現(xiàn)Fe²⁺ 到Fe³⁺的轉(zhuǎn)化，又不帶入新的雜質(zhì)，這種氧化劑最好選用

 

，（寫化學式）最終控制溶液的pH為

 

．

物質(zhì)	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mn（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀	2.7	7.6	8.3	9.6
沉淀完成	3.7	9.6	9.8	11.1

（3）碘在地殼中主要以NaIO₃的形式存在，在海水中主要以I^-的形式存在．幾種粒子之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

①如以途徑Ⅰ制取I₂，加的Cl₂要適量，如過量就會發(fā)生途徑Ⅲ的副反應，在該副反應產(chǎn)物中IO₃^-與Cl^-物質(zhì)的量之比為1：6，則氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為

 

．
②如以途徑Ⅱ在溶液中制取I₂，反應后的溶液顯酸性，則反應的離子方程式是：

 

．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用

專題：實驗設計題,鹵族元素

分析：（1）①根據(jù)電解原理書寫；
②根據(jù)電解方程式和pH的計算思考；
（2）氧化亞鐵離子的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，選擇過氧化氫做氧化劑，被還原為水，不引入新的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液PH應使鐵離子全部沉淀；
（3）①氯氣和碘離子發(fā)生氧化還原反應，氯氣是氧化劑，碘離子是還原劑，寫出方程式，根據(jù)方程式即可解答；
②IO₃^-具有氧化性，HSO₃^-具有還原性，反應物中+5價的碘被還原成0價的碘，+4價的硫被氧化成+6價的硫．

解答： 解：I（1）①用氯化鈉制取金屬鈉，采用電解熔融狀態(tài)的氯化鈉，生成鈉和氯氣，即為2NaCl

通電  .

2Na+Cl₂↑，故答案為：2NaCl

通電  .

2Na+Cl₂↑；
②用惰性電極電解食鹽水，陰極生成氫氣，陽極生成氯氣，化學方程式為：2NaCl+2HO

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．生成的氯氣和氫氣共

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，則根據(jù)化學方程式，生成0.5mol氫氣和氯氣則生成0.5mol氫氧化鈉，即氫氧化鈉的濃度為

0.005mo

0.5L

=0.01mol/L，則氫離子濃度為

10-14

0.01

=10^-12，pH為12，故答案為：12；
（2）氧化亞鐵離子的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)，選擇過氧化氫做氧化劑，被還原為水，不引入新的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液PH應使鐵離子、錳離子全部沉淀；溶液PH調(diào)節(jié)3.7～9.8；
故答案為：H₂O₂；3.7～9.8；
（3）①氯氣和碘離子發(fā)生氧化還原反應的方程式為：3Cl₂+I^-+3H₂O=6Cl^-+IO₃^-+6H⁺，當該反應產(chǎn)物中，IO₃^-與Cl^-的物質(zhì)的量之比為1：6時，氧化劑氯氣和還原劑碘離子的物質(zhì)的量之比為3：1，故答案為：3：1；　　　 　
②如以途徑Ⅱ在溶液中制取I₂，IO₃^-作氧化劑，反應物中+5價的碘被還原成0價的碘，HSO₃^-具作還原劑，+4價的硫被氧化成+6價的硫，
故答案為：2IO^-+5HSO₃^-═5SO₄^2-+H₂O+3H⁺+I₂．

點評：本題主要考查了常見元素的化合價及常見物質(zhì)的性質(zhì)，雜質(zhì)離子除雜實驗方法，利用氧化還原反應的知識來分析解答是本題的關(guān)鍵，題目難度中等．