Question

20．海水中蕴藏着丰富的资源．海水综合利用的流程图如图．

（1）用NaCl做原料可以得到多种产品．
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
②实验室用惰性电极电解100mL0.1mol/LNaCl溶液，若阴阳两极均得到112mL所体（标准状况），则所得溶液的pH为13（忽略反应前后溶液的体积变化）．
③电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．
（2）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl₂粗产品．
①粗产品的溶液中含有Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，需将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去．Fe（OH）₂呈絮状，常将其转化为Fe（OH）₃而除去（生成氢氧化物沉淀的pH见表）．若只加一种上述（1）中得到的产品，该物质的化学式为NaClO，控制溶液的pH为9.6≤PH＜9.8．
②在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒，利用电化学原理来防止内胆腐蚀，写出正极的电极反应式：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.6
Mg（OH）2	9.8	11.1

Answer 1

分析 （1）活泼金属的制取一般采取电解熔融盐的方法；由电解方程式可计算出氢氧根的浓度，进而算出PH；根据题给信息写出反应物和生成物，配平即得电解方程式；
（2）①将Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃而除去应加氧化剂，从图中可看出将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去，PH应为9.6-9.8，PH=9.8时Mg²⁺开始沉淀；
②金属发生电化学腐蚀，正极发生还原反应．

解答 解：（1）①因钠比较活泼，制取时只能采用电解的方法，方程式为：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，故答案为：2NaCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
②电解饱和食盐水在阴极得到氢气，阳极得到氯气，氯气的物质的量为：$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol；
由2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH 可知，Cl₂↑～H₂↑～2NaOH，则n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.005mol=0.01mol，c（NaOH）═0.1mol/L，所以pH=13，
故答案为：13；
③“84”消毒液为次氯酸钠溶液，电解氯化钠溶液制取次氯酸钠的方程式为：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，故答案为：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
（2）①将Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃而除去应加氧化剂，该物质为NaClO，从图中可看出将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去，PH最低应该为9.6，PH=9.8时Mg²⁺开始沉淀，所以PH值最大应小于9.8；
故答案为：NaClO；9.6≤PH＜9.8；
②金属发生电化学腐蚀，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

点评 本题考查较为综合，涉及物质分离提纯、电解等知识，题目综合度较高，难度较大，学习中注重相关基础知识的积累．