Question

海洋是一座巨大的寶藏，海水中蘊含80多種元素。氯堿工業和制備金屬鎂的原料都來自于海水。

Ⅰ．在氯堿工業中，曾用石棉隔膜電解槽來電解食鹽水（如圖甲所示）。
（1）寫出陽極的反應式：                                    。
（2）圖甲中流出的b是                 溶液。
（3）石棉隔膜的作用是                     。
Ⅱ．隨著科技的發展，電解工藝不斷革新，電解效率和產品純度得到提高。20世紀80年代起，隔膜法電解工藝逐漸被離子交換膜電解技術取代。
（1）離子交換膜電解槽（如圖乙所示）中⑥、⑦分別是      、             。
（2）已知一個電子的電量是1.602×10^－19C，用離子膜電解槽電解飽和食鹽水，當電路中通過1.929×10⁵ C的電量時，生成NaOH      g。 
Ⅲ．下圖是工業上生產鎂的流程。

（1）寫出下列反應的化學方程式：
①沉淀池：                       ②電 解：                                
（2）整個生產流程中循環使用的物質是              。
（3）簡述加熱氯化鎂的結晶水合物使之脫水轉化為無水氯化鎂的注意事項：         。

Answer 1

（15分）
Ⅰ．（1）2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑ （1分）  
（2）NaOH和NaCl （1分）
（3）阻止氣體通過 （2分）
Ⅱ．（1）NaOH溶液（1分）   Na^＋（1分）  （2）80（2分）
Ⅲ．（1）①MgCl₂＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋CaCl₂（2分）
②MgCl₂(熔融)Mg＋Cl₂↑（2分）
（2）氯氣（1分）
（3）為了防止氯化鎂水解，要在氯化氫氣體的氛圍中加熱（2分）

解析試題分析：Ⅰ．（1）氯堿工業中陽極是氯離子放電生成氯氣，電解反應式為2Cl^－－2e^－＝Cl₂↑
（2）氯堿工業額產物除氯氣、氫氣外還有氫氧化鈉，所以從b流出的液體為NaOH，還有未電解的NaCl；
（3）石棉隔膜的作用是防止氣體通過，避免氣體混合發生爆炸；
Ⅱ．（1）從圖中判斷離子交換膜是陽離子交換膜，允許陽離子通過，氫氧根離子不能通過留在陰極室，鈉離子可以通過到達陰極室，所以⑥、⑦分別是NaOH溶液、Na^＋；
（2）電路中通過1.929×10⁵ C的電量時，通過計算可知通過的電子的物質的量是2mol,由電解飽和食鹽水的化學方程式知2e^-～2NaOH,所以生成的NaOH的質量為80g；
Ⅲ．（1）①石灰乳是氫氧化鈣的濁液，與海水中的氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀，化學方程式為MgCl₂＋Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓＋CaCl₂ ②電解熔融的氯化鎂可得鎂，化學方程式為MgCl₂(熔融)Mg＋Cl₂↑；
（2）過濾得到的氫氧化鎂用鹽酸中和，生成的氯氣可用于制鹽酸，所以整個生產流程中循環使用的物質是氯氣；
（3）氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，加熱促進水解，最終的氧化鎂，所以為了防止氯化鎂水解，要在氯化氫氣體的氛圍中加熱。
考點：考查海水的綜合利用，氯堿工業的不同裝置的分析，電解反應式的書寫及計算，單質鎂的制取