基础课时固基练(18) 从海水中提取镁 从海带中提取碘
(选择题每小题3分，本试卷共85分)
1．许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能从海水中获得的物质是( )
A．溴单质、碘单质 B．钠、镁
C．氧气、氢气 D．食盐、淡水
2．海水中镁的总储量约为2.1×1015 t，目前世界上60%的镁来自海水。从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，在一定条件下干燥产物；④将产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是( )
A．此方法的优点之一是原料来源丰富
B．第④步电解时，阴极产生氯气
C．第①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2
D．以上提取镁的过程中涉及化合反应、分解反应和复分解反应
3．小王同学在做实验时引发了镁失火，她立即拿起二氧化碳灭火器欲把火扑灭，却被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧，发生化学反应：2Mg＋CO22MgO＋C，下列关于该反应的判断正确的是( )
A．Mg元素化合价由0价升高到＋2价，所以MgO是还原产物
B．由此反应可以判断氧化性：CO2>MgO，还原性：Mg>C
C．CO2作氧化剂，表现氧化性，发生氧化反应
D．镁原子得到的电子数目等于碳原子失去的电子数目
4．海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用溶解、除杂和蒸发结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．制取淡水也是海水资源综合利用的一个重要方面
5．海带提碘实验中不需要的仪器是( )
A B C D
6．海水提镁的主要流程如下：
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A．①②③④⑤ B．②③
C．④⑤ D．①④⑤
7．海洋是人类资源的宝库。下列关于实际工业中海洋资源的利用，正确的是( )
A．制钠：从海水中提取精盐，再电解纯净的NaCl水溶液
B．提镁：以海水为原料，经过一系列工艺制备氧化镁固体，用氢气高温下还原
C．提溴：向浓海水中通入足量氯气，然后直接蒸馏所得溴水
D．提碘：将海带灼烧、加水浸取、过滤得浸取液，再进行后续分离提纯操作
8．(10分)海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)无须经过化学变化就能从海水中获得的物质是________ (填字母)。(1分)
A．Cl2 B．淡水
C．烧碱 D．食盐
(2)海水淡化的方法主要有________法、电渗析法、________法。(2分)
(3)下图是从海水中提取镁的简单流程。
工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A的俗名是______，无水MgCl2在熔融状态下通电制备金属Mg的化学方程式为___________________。(3分)
(4)海带灰中富含以I－形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示：
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是________。
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________。反应结束后，再加入CCl4作萃取剂，振荡、静置，可以观察到CCl4层呈________色。(4分)
9．(7分)从海水中可提取多种化工原料，下图是工业上提取海水的几项综合利用的示意图，试回答下列问题。
(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式为________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(2)在以上海水的综合利用过程中，哪一种操作肯定会引起氧化还原反应的发生____________。(1分)
(3)电解无水MgCl2可制取镁和氯气，其中副产品氯气和粉末状熟石灰可制得漂白粉，制漂白粉的化学方程式为_________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到________________________问题。(1分)
(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在______。(1分)
10．有关海水综合利用的说法正确的是( )
A．电解饱和食盐水可制得金属钠
B．海带提碘只涉及物理变化
C．海水提溴涉及氧化还原反应
D．海水通过蒸馏只得到食盐
11．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
12．我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务。下列有关海水综合利用的说法不正确的是( )
A．从海水(含HDO 0.03‰)中提炼出的氘进行核聚变，放出巨大的能量以解决能源问题，成为一条新的科学思路，HDO与H2O的化学性质相同
B．从海水中提取镁可以采用下列方法：
海水 Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)Mg
C．从海水中获得的碘，可以跟氧气反应生成多种化合物，其中一种称为碘酸碘，在该化合物中，碘元素呈＋3和＋5两种价态，这种化合物的化学式是I4O9
D．除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的试剂顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
13．下列实验操作正确的是( )
A．过滤操作时，为加快过滤速度可以用玻璃棒不断搅拌
B．萃取操作时，如从碘水中萃取碘，可选择酒精作为萃取剂
C．分液操作时，分液漏斗里的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
D．蒸发操作时，应使混合物的水分完全蒸干后，才能停止加热
14．在海水中提取溴的反应原理是5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，下列反应的原理与上述反应最相似的是( )
A．2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
B．2FeCl3＋H2S===2FeCl2＋S↓＋2HCl
C．2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
D．AlCl3＋3Na[Al(OH)4]===4Al(OH)3↓＋3NaCl
15．向NaI和NaBr的混合溶液中通入足量的Cl2，充分反应后将溶液蒸干，灼烧残余物，最后剩下的物质是( )
A．NaCl、I2、Cl2 B．NaCl、I2
C．NaCl、NaBr D．NaCl
16．实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括：氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。
已知：可能用到的数据信息和装置如下：
物质 Br2 CCl4 乙苯
密度/(g·cm-3) 3.12 1.60 0.87
沸点/℃ 58.8 76.8 136.2
下列说法错误的是( )
A．实验时，①的废水中出现橙红色
B．②的作用是吸收尾气，防止污染空气
C．用③进行萃取时，选择乙苯比CCl4更合理
D．④中温度计水银球低于支管口过多，导致Br2的产率高
17．实验室从海带中提取碘的部分流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．完成步骤①需要装置Ⅲ
B．完成步骤③需要装置Ⅱ
C．完成步骤⑤需要装置Ⅰ
D．完成步骤②需要装置Ⅳ
18．(8分)海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：
请回答下列问题：
(1)将海水浓缩的方法是________。(1分)
(2)步骤①反应的离子方程式是__________________________________________
_____________________________________________________________________，
1 mol Cl2参加反应，转移电子________mol。(3分)
(3)步骤②通入热空气吹出Br2，利用了Br2的________(填字母)。(1分)
A．氧化性 B．还原性
C．挥发性 D．腐蚀性
(4)步骤③中用SO2的水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，写出该反应的离子方程式： ______________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
该反应的氧化剂是________(填化学式)。(3分)
19．(15分)(素养题)化工生产必须遵循科学原理，请根据下列生产工艺流程回答问题。
(1)某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘，其过程如图所示：
则：操作①的名称是________，操作③使用的试剂一般为____________(写化学式)，操作②中发生反应的离子方程式为________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
(2)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如图所示：
①上述流程中生成Mg(OH)2沉淀的化学方程式为______________________
_____________________________________________________________________。
Mg(OH)2沉淀和盐酸反应的离子方程式为________________________________
_____________________________________________________________________。
②实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的作用：
溶解时：_____________________________________________________________；
过滤时：_____________________________________________________________；
蒸发时：_____________________________________________________________。
③工业上把电解饱和食盐水称为“氯碱工业”。请你完成电解饱和食盐水的化学方程式
______NaCl＋______H2O________NaOH＋H2↑＋________。(11分)
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D B B C C D D C B D C C D D A
8．(1)BD
(2)蒸馏 离子交换
(3)石灰乳 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
(4)①坩埚
②2I-＋H2O2＋2H+===I2＋2H2O 紫
9．(1)CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O===Ca(OH)2 (2)电解 (3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (4)经济效益 (5)海边
18．(1)蒸发 (2)Cl2＋2Br-===2Cl-＋Br2 2 (3)C
(4)SO2＋Br2＋2H2O===4H+＋2Br-＋S Br2
19．(1)过滤 CCl4 Cl2＋2I-===I2＋2Cl- (2)①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O ②搅拌，加快固体溶解速率 引流，溶液沿玻璃棒流下 搅拌，使溶液均匀受热，防止液体溅出 ③2 2 2 Cl2↑
1．D [A．从海水中获得溴单质和碘单质是通过氯气将溴离子和碘离子氧化为溴单质和碘单质，是化学变化，故A错误；B．通过电解熔融氯化钠得到钠和氯气，是化学变化，通过电解熔融的氯化镁得到镁和氯气，是化学变化，故B错误；C．电解水得到氢气和氧气，是化学变化，故C错误；D．海水用蒸馏等方法可以得到淡水，海水用太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，都不需要化学变化就能够从海水中获得，故D正确。]
2．B [A．海水中含有丰富的镁离子，此法的优点之一是原料来源丰富，故A正确；B．第④步电解时，阳极产生氯气 ，故B错误；C．①将贝壳制成石灰乳，②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物氢氧化镁，③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物氯化镁晶体，是提取氯化镁的反应过程，故C正确； D．将贝壳制成石灰乳过程中碳酸钙分解生成氧化钙为分解反应，氧化钙和水反应生成氢氧化钙为化合反应，海水与氢氧化钙反应生成氢氧化镁以及氢氧化镁和盐酸反应为复分解反应，故D正确。]
3．B [A．镁元素化合价由0价升高到＋2价，所以镁为还原剂，MgO为氧化产物，故A错误；B．根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，所以氧化性：CO2>MgO，还原性：Mg>C，故B正确；C．二氧化碳中碳元素化合价由＋4价降低到C的0价，所以二氧化碳为氧化剂，表现氧化性，发生还原反应，故C错误；D．根据得失电子守恒，镁原子失去的电子数目等于碳原子得到的电子数目，故D错误。]
4．C [A．苦卤中通入Cl2置换出溴单质，发生离子反应Cl2＋2Br-===2Cl-＋Br2，故A正确； B．粗盐溶于水，加沉淀剂除去杂质后过滤，蒸发结晶得到NaCl，故B正确； C．工业生产中常选用生石灰或石灰乳作为沉淀剂，便宜易得，故C错误；D．淡水可作生活用水，则制取淡水也是海水资源综合利用的一个重要方面，故D正确。]
5．C [从海带中提取碘，涉及的操作有灼烧、溶解、过滤、萃取、分液、蒸馏等，不需要的仪器为容量瓶，故选C。]
6．D [生石灰溶于水生成氢氧化钙即石灰乳，加入沉淀池沉淀镁离子生成氢氧化镁，过滤后得到氢氧化镁沉淀，加入试剂M为盐酸，氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化镁晶体，在氯化氢气体中加热失去结晶水得到固体氯化镁，电解熔融氯化镁生成镁。①分析判断 M是盐酸，用来溶解氢氧化镁沉淀，故①正确；②流程中，电解氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应，故②错误；③操作b是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化镁晶体的过程，故③错误；④海水晒盐后的饱和溶液中溶质主要是氯化镁，加入石灰乳可以制Mg(OH)2，故④正确；⑤依据氧化镁熔点高，熔融消耗能量高，效益低，电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量，故⑤正确。故选D。]
7．D [A．制钠：电解NaCl水溶液得到的是氯气、氢氧化钠和氢气，而工业制备钠是电解熔融的氯化钠，故A错误；B．提镁：以海水为原料，经过一系列工艺制备氯化镁，再电解熔融氯化镁来制备单质镁，而不是氢气还原法制备镁，故B错误；C．提溴：向浓海水中通入足量氯气，需要用有机溶剂如四氯化碳萃取溴单质后再进行蒸馏提取溴单质，不能直接蒸馏，故C错误；D．提碘：将海带灼烧、加水浸取、过滤得浸取液，再进行氧化得到碘单质后，再进行萃取、蒸馏后续分离提纯操作提取碘单质，故D正确。]
8．(1)直接经过蒸馏可得到淡水，经过蒸发、结晶可得食盐，所以选择BD；
(2)海水淡化的方法有离子交换法、蒸馏法、电渗析法；
(3)工业上常用石灰乳沉淀镁离子，将其转化为氢氧化镁；由无水MgCl2制取Mg，可用电解熔融氯化镁的方法，化学方程式为 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑；
(4)①灼烧固体要用坩埚；②酸性过氧化氢溶液可将碘离子氧化成碘单质，离子方程式为2I-＋H2O2＋2H+===I2＋2H2O；③加入四氯化碳萃取，碘单质溶于四氯化碳使四氯化碳层呈紫色。
9． (1)贝壳的主要成分是CaCO3，要得到Ca(OH)2，即通过CaCO3CaO＋CO2↑和CaO＋H2O===Ca(OH)2得到；
(2)饱和食盐水电解得到氢氧化钠、氯气、氢气，熔融MgCl2电解得到镁、氯气，均发生了氧化还原反应；
(3)氯气和熟石灰制得漂白粉，制漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；
(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到经济效益问题，异地就多出了运输费、开凿费等多项费用；
(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在海边，这样海水运输方便，且能利用海边的贝壳。
10．C [A．电解饱和食盐水得到的是氢氧化钠、氢气和氯气，故A错误；B．海带提碘时碘元素由化合态转化为游离态，涉及化学变化，故B错误；C．海水提溴时溴元素由化合态转化为游离态，有元素化合价的变化，涉及氧化还原反应，故C正确；D．海水通过蒸馏得到食盐等多种无机化合物的混合物，故D错误。]
11．B [稀释浓硫酸，应将浓硫酸加入水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，故A错误；将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，镁离子与碱反应生成氢氧化镁沉淀，故B正确；过滤操作应利用玻璃棒引流，将浊液倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，故C错误；将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，生成氯化镁，加热时促进镁离子水解，生成的盐酸为挥发性酸，所以蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，故D错误。]
12．D [同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，原子最外层电子数相同，化学性质相同，HDO与H2O的化学性质相同，故A正确；海水中含有镁离子，先将海水蒸发、浓缩得到含有镁离子的溶液，再向溶液中加入沉淀剂将Mg2+转化为Mg(OH)2，加入的沉淀剂应该具有碱性且价格较廉价、来源丰富，贝壳中含有CaCO3且来源丰富，煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到Ca(OH)2，所以加入的沉淀剂是Ca(OH)2，将镁离子转化为Mg(OH)2；将Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2，将MgCl2在HCl氛围中加热得到MgCl2固体，电解熔融MgCl2得到Mg，MgCl2 (熔融)Mg＋Cl2↑，故B正确；因碘酸碘的化学式一定为Im(IO3 )n形式，其中碘酸根离子为-1价(类似于氯酸根离子)，碘酸根离子中I的化合价为＋5价，所以前面的I的化合价为＋3价，所以碘酸碘的化学式为I(IO3 )3，即I4O9，故C正确；除去粗盐中的可溶性杂质：S、Ca2+、Mg2+、Fe3+时，可以加入过量NaOH溶液(去除镁离子和铁离子)：Mg2+＋2OH-===Mg(OH)2↓和Fe3+＋3OH-===Fe(OH)3↓，加入过量BaCl2溶液(去除硫酸根离子)：S＋Ba2+===BaSO4↓；加入过量Na2CO3溶液(去除钙离子和多余的钡离子)：Ca2+＋C===CaCO3↓和Ba2+＋C===BaCO3↓，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序；然后过滤后加入盐酸，除去多余的OH-和C，而选项中过量的氯化钡溶液不能除去，故D错误。]
13．C [过滤时，不能用玻璃棒搅拌，以免滤纸破损，A项错误；酒精与水互溶，不能选酒精作萃取剂，可选四氯化碳，B项错误；分液时避免上下层液体混合，则分液漏斗里的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C项正确；蒸发时不能蒸干，利用余热加热，出现大量固体时停止加热，D项错误。]
14．C [题干中的反应为氧化还原反应，只有溴元素的化合价发生变化；A项，发生化合价变化的是氯元素和溴元素；B项， 发生化合价变化的是铁元素和硫元素；C项，只有硫元素的化合价发生变化；D项，没有元素化合价发生变化；故选C。]
15．D [通入足量的Cl2，溶液中的NaI、NaBr均完全反应，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2，2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，因为Br2易挥发，I2易升华，因此将溶液蒸干、灼烧后只剩下NaCl。]
16．D [①中发生反应：Cl2＋2Br-===2Cl-＋Br2，反应产生了红棕色的Br2，因此实验时，①的废水由无色变为橙红色，A项正确；②中盛有NaOH溶液，NaOH是碱，可以与Cl2、Br2发生反应，变为可溶性的物质，因此可以防止尾气污染空气，B项正确；根据表格数据可知乙苯的沸点比CCl4的沸点高，与液溴的沸点差别大，所以选择乙苯比CCl4更合理，更有利于后续的蒸馏，C项正确；蒸馏时温度计是测量馏分的温度，若温度计水银球低于支管口过多，导致蒸馏时支管口温度低于Br2的沸点，使Br2的产率降低，D项错误。]
17．A [海带在坩埚中灼烧得到海带灰，海带灰加水溶解浸泡得到海带灰悬浊液，过滤，得到含I-的水溶液，向溶液中加入用稀硫酸酸化的过氧化氢溶液，H2O2将I-氧化生成I2，加入有机溶剂萃取、分液得到含I2的有机溶液。步骤①为灼烧海带，固体物质灼烧应在坩埚中进行，不在蒸发皿中进行，故A不正确；步骤③为过滤海带灰悬浊液得到含I-的水溶液，装置Ⅱ为过滤装置，故B正确；步骤⑤加入有机溶剂萃取、分液得到含I2的有机溶液，装置Ⅰ为萃取、分液装置，故C正确；步骤②为海带灰加水溶解、浸泡得到海带灰悬浊液，溶解过程中需要用到烧杯和玻璃棒，故D正确。]
18．(1)海水蒸发浓缩酸化得到浓缩海水，在浓缩海水中通入氯气氧化溴离子得到含溴单质的混合溶液Ⅰ，利用热空气吹出Br2，被二氧化硫的水溶液吸收得到含HBr的混合溶液，通入氯气氧化得到溴单质，富集溴元素得到含Br2的混合溶液Ⅱ，蒸馏得到溴单质。(2)步骤①中氯气氧化溴离子得到溴单质，反应的离子方程式是Cl2＋2Br-===2Cl-＋Br2，依据元素化合价的变化，1 mol Cl2参加反应，转移电子2 mol。(3)通入热空气吹出Br2，利用了Br2的挥发性。(4)用SO2的水溶液吸收Br2，反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H+＋2Br-＋S，反应中溴的化合价降低，被还原，Br2是氧化剂，二氧化硫是还原剂。
19． (1)将海带在坩埚中灼烧得到海带灰，将海带灰浸泡得到海带灰悬浊液，然后采用过滤的方法将残渣和溶液分离，得到含有碘化钾的水溶液，向水溶液中加入氯水，发生反应为Cl2＋2I-===I2＋2Cl-，向含有碘单质的水溶液中加入萃取剂进行萃取，得到上层溶液为无色、下层溶液有色，说明水在上层、含有碘的有机溶剂在下层，萃取剂的密度大于水，一般常用CCl4作萃取剂；分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作①的名称是过滤，通过以上分析知，操作③使用的试剂为CCl4，操作②中发生反应的离子方程式为Cl2＋2I-===I2＋2Cl-。
(2)贝壳的主要成分是碳酸钙，煅烧贝壳得到CaO，发生的反应为CaCO3CO2↑＋CaO，CaO溶于水发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，石灰乳和氯化镁发生反应：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液，将MgCl2·6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2，电解熔融MgCl2得到Mg。
①通过以上分析知，生成Mg(OH)2沉淀的化学方程式为MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，Mg(OH)2沉淀和盐酸发生复分解反应，则该反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O；
②溶解时：玻璃棒起搅拌作用，目的是加速固体溶解；
过滤时：玻璃棒的作用是引流，使溶液沿玻璃棒流下；
蒸发时：玻璃棒起搅拌作用，使溶液均匀受热，防止液体溅出；
③根据元素守恒知，生成物还有氯气，根据得失电子守恒得化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
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