Question

【題目】下圖是人類從海水資源獲取某些重要化工原料的流程示意圖：

回答下列問題：

（1）操作A是___________和過濾（填實驗基本操作名稱）。

（2）操作B需加入下列試劑中的一種，最合適的是______（選填編號）。

a．氫氧化鈉溶液 b．澄清石灰水 c．石灰乳 d．碳酸鈉溶液

（3）工業上由無水MgCl2制取鎂的化學方程式為__________________________________。

（4）0.25 mol Cl2緩慢通入含有0.1 mol FeBr2、0.1 mol FeI2的混合溶液中，充分反應，試用一個離子方程式表示總反應：__________________________________________。

（5）某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100 mL，將其平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g銅粉；向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量的變化關系如圖所示(假設硝酸的還原產物為NO氣體)。則原混合溶液中NO3－的物質的量為__________，硫酸的物質的量濃度為______________。

Answer 1

【答案】 蒸發結晶 c MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 4I－＋4Fe2＋＋2Br－＋5Cl2=2I2＋4Fe3＋＋Br2＋10Cl－ 0.2 mol 5 mol/L

【解析】（1）操作A為從海水中獲得粗鹽和苦鹵，由于NaCl的溶解度隨溫度升高變化不明顯，操作A為蒸發結晶和過濾。

（2）操作B為向苦鹵中加入一種試劑使苦鹵中Mg2+轉化為Mg（OH）2沉淀，最合適的試劑是石灰乳。

（3）工業上電解熔融MgCl2制Mg。

（4）還原性I-Fe2+Br-，根據氧化還原反應中“先強后弱”規律計算，再合并書寫離子方程式。

（5）向稀硫酸和稀硝酸的混合液中加入鐵粉，隨著鐵粉的加入依次發生的反應為Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，依據圖像中關鍵點的數據和離子方程式計算。

（1）操作A為從海水中獲得粗鹽和苦鹵，由于NaCl的溶解度隨溫度升高變化不明顯，操作A為蒸發結晶和過濾。

（2）操作B為向苦鹵中加入一種試劑使苦鹵中Mg2+轉化為Mg（OH）2沉淀。a項，NaOH溶液能使Mg2+轉化為Mg（OH）2沉淀，但NaOH比較昂貴；b項，澄清石灰水能使Mg2+轉化為Mg（OH）2沉淀，但Ca（OH）2微溶于水；c項，石灰乳能使Mg2+轉化為Mg（OH）2沉淀，且石灰乳比較便宜；d項，碳酸鈉溶液能使Mg2+轉化為MgCO3沉淀，MgCO3的溶解度大于Mg（OH）2；最合適的試劑是石灰乳，答案選c。

（3）工業上電解熔融MgCl2制Mg，反應的化學方程式為MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑。

（4）0.1 mol FeBr2、0.1 mol FeI2的混合溶液中含n（Fe2+）=0.2mol、n（Br-）=0.2mol、n（I-）=0.2mol；還原性I-Fe2+Br-，Cl2先與I-發生反應Cl2+2I-=2Cl-+I2，0.2molI-消耗0.1molCl2生成0.1molI2；與I-反應后余下Cl2為0.25mol-0.1mol=0.15mol，接著發生反應Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，0.2molFe2+消耗0.1molCl2生成0.2molFe3+；Fe2+完全反應后余下Cl2為0.15mol-0.1mol=0.05mol，Cl2繼續與Br-發生反應Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，0.05molCl2消耗0.1molBr-生成0.05molBr2；反應中消耗的Cl2、I-、Fe2+、Br-物質的量之比為0.25mol：0.2mol：0.2mol：0.1mol=5:4:4:2，反應的離子方程式為5Cl2+4I-+4Fe2++2Br-=10Cl-+2I2+4Fe3++Br2。

（5）向稀硫酸和稀硝酸的混合液中加入鐵粉，隨著鐵粉的加入依次發生的反應為Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。根據圖像OA段加入5.6g鐵粉時NO3-完全反應，5.6gFe粉物質的量為0.1mol，根據離子反應Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，此過程中消耗的NO3-、H+物質的量依次為0.1mol、0.4mol；BC段加入5.6g（14.0g-8.4g=5.6g）鐵粉將溶液中的H+完全反應，5.6gFe粉物質的量為0.1mol，根據離子反應Fe+2H+=Fe2++H2↑，此過程中消耗H+物質的量為0.2mol；50mL稀硫酸和稀硝酸的混合液中含NO3-物質的量為0.1mol、含H+物質的量為（0.4mol+0.2mol）=0.6mol；則原混合溶液中NO3-物質的量為0.1mol2=0.2mol，硫酸物質的量為（0.6mol2-0.2mol）2=0.5mol，硫酸物質的量濃度為0.5mol0.1L=5mol/L。