Question

8．海洋是地球上最广阔的水体的总称，其含水量约占地球上总水量的97%．
（1）海水中含有许多化学物质，不能直接饮用，所以将海水转化为淡水是一项重大科研课题．电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示，电渗析法淡化海水时阴极室可获得的重要化工原料有氢气、氢氧化钠．
（2）海水中含有大量的NaCl，盐田法仍是目前海水制盐的主要方法．盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池，建盐田必须在BC处建立（填写序号）．
A．选在离江河入海口比较近的地方B．多风少雨C．潮汐落差大且又平坦空旷的海滩
（3）盐田中所得为粗盐，若想用粗盐制烧碱，需对所用食盐水进行两次精制．第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等离子，流程如下：
粗盐水$\stackrel{过量BaCl_{2}溶液}{→}$$\stackrel{过量Na_{2}CO_{3}溶液}{→}$$\stackrel{过量NaOH溶液}{→}$$\stackrel{过滤}{→}$滤液$→_{调pH}^{盐酸}$第一次精制食盐水
已知：20°C部分沉淀的溶解度（g）如下表：

CaSO4	CaCO3	BaSO4	BaCO3
2.6×10-2	7.8×10-4	2.4×10-4	1.7×10-3

①检测Fe³⁺是否除尽的方法是取过程 III的滤液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变色证明Fe³⁺已经沉淀干净，反之没除净．
②运用表中数据解释过程I选用BaCl₂而不选用CaCl₂的原因BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可将SO₄^2-沉淀的更完全．
（4）工业上通常以NaCl、CO₂ 和 NH₃ 为原料制取纯碱，请写出第一步制取NaHCO₃的化学方程式NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（5）工业制得的纯碱常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数．样品m克$→_{溶解}^{H_{2}O}$溶液$→_{过滤}^{过量BaCl_{2}溶液}$沉淀$→_{洗涤}^{H_{2}O}$$\stackrel{低温烘干、冷却、称量}{→}$固体n克
①检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净；若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净；
②样品中NaCl质量分数的数学表达式为（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%．

Answer 1

分析 （1）在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，则水中的氢离子在阴极放电；
（2）海水晒盐需要浓缩、蒸发、结晶；建盐田必须在阳光充足、平坦空旷的地方；
（3）①检测Fe³⁺是否除尽，选择KSCN试剂观察是否出现血红色；
②过程I除去钡离子，由表格数据可知硫酸钡比碳酸钡更难溶；
（4）制取纯碱，第一步中NaCl、CO₂ 和 NH₃ 为原料反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（5）测定样品中NaCl的质量分数，由流程可知，固体ng为碳酸钡的质量，
①检验沉淀是否洗涤干净，可检验最后一次的洗涤液是否含钡离子或氯离子；
②由ngBaCO₃～Na₂CO₃计算碳酸钠的质量，再计算NaCl质量分数．

解答 解：（1）在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，则水中的氢离子在阴极放电，则阴极生成氢气，同时生成NaOH，故答案为：氢气、氢氧化钠；
（2）海水晒盐需要浓缩、蒸发、结晶，则盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池；建盐田必须在阳光充足、平坦空旷的地方，则选B．多风少雨、C．潮汐落差大且又平坦空旷的海滩，与A无关，故答案为：蒸发；BC；
（3）①检测Fe³⁺是否除尽的方法为取过程 III的滤液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变色证明Fe³⁺已经沉淀干净，反之没除净，故答案为：取过程 III的滤液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变色证明Fe³⁺已经沉淀干净，反之没除净；
②过程I除去钡离子，由表格数据可知硫酸钡比碳酸钡更难溶，则选用BaCl₂而不选用CaCl₂的原因为BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可将SO₄^2-沉淀的更完全，故答案为：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的更小，可将SO₄^2-沉淀的更完全；
（4）制取纯碱，第一步中NaCl、CO₂ 和 NH₃ 为原料反应生成碳酸氢钠和氯化铵，该反应为NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案为：NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（5）测定样品中NaCl的质量分数，由流程可知，固体ng为碳酸钡的质量，
①检验沉淀是否洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液于试管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净；若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，加入稀H₂SO₄溶液（或AgNO₃（HNO₃）溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净；若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净；
②由BaCO₃～Na₂CO₃可知碳酸钠的质量为$\frac{106n}{197}$g，则样品中NaCl质量分数为$\frac{m-\frac{106n}{197}}{m}$×100%=（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%，故答案为：（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%．

点评 本题考查较综合，涉及海水资源利用、含量测定及计算、混合物分离提纯等，侧重分析、推断、计算能力的综合考查，为高考中常见的考查方式，题目难度不大．