Question

11．化學(xué)原理的利用對人類生產(chǎn)生活具有重要的作用．
（1）海洋資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景．海水的pH一般在7.5～8.6之間．
某地海水中主要離子的含量如下表：

成分	Na+	K+	Ca2+	Mg2+	Cl-	SO42-	HCO3-
含量/（mg•L-1）	9360	83	200	1100	16000	1200	118

①海水顯弱堿性的原因是（用離子方程式表示）：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
②工業(yè)上常用飽和食鹽水為原料制備氯氣，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．
③電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如圖1所示．其中陰（陽）離子交換膜只允許陰（陽）離子通過．
a．電解一段時(shí)間，陰極區(qū)會(huì)產(chǎn)生水垢，其成分為CaCO₃和Mg（OH）₂，寫出生成CaCO₃的離子方程式：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O．
b．淡水的出口為a、b、c中的b出口．

（2）科學(xué)家預(yù)測“氫能”將是未來最理想的新能源．
①實(shí)驗(yàn)測得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8 KJ/mol．
②如圖2是某國正在研究中的一種流程（硫-碘熱循環(huán)法制氫氣），其中用了過量的碘．如圖2方框中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$2HI+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）①分析海水中存在的離子性質(zhì)判斷，碳酸氫根離子是弱酸陰離子水解顯堿性；
②工業(yè)上常用飽和食鹽水為原料制備氯氣是通電，氯離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極上是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，附近氫氧根離子濃度增大生成氫氧化鈉；
③依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．所以陰極上是陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；
a．陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣；
（2）①1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱285.8KJ，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫；
②由圖知反應(yīng)物為SO₂，I₂，H₂O，生成物為HI，H₂SO₄，然后根據(jù)質(zhì)量守恒配平；根據(jù)該反應(yīng)可循環(huán)以及無污染．

解答 解：（1）①海水中存在的離子性質(zhì)判斷，碳酸氫根離子是弱酸陰離子水解顯堿性，離子方程式為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②工業(yè)上常用飽和食鹽水為原料制備氯氣是通電條件下，氯離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極上是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，附近氫氧根離子濃度增大，溶液中生成氫氧化鈉分液的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
③a．陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣，生成碳酸鈣沉淀的離子方程式為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
b．在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，通過用一段時(shí)間海水中的 陰陽離子在兩個(gè)電極放電，所以水在b處流出，
故答案為：b；
（2）①1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱285.8KJ，則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
②由圖知反應(yīng)物為SO₂，I₂，H₂O，生成物為HI，H₂SO₄，故方程式為：SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$2HI+H₂SO₄，
故答案為：SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$2HI+H₂SO₄；

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)電源新型電池，電解池原理分析判斷，海水淡化的電滲析原理的分析應(yīng)用，題目難度中等，掌握原理即可解答．