Question

8．海水是一個巨大的化學(xué)資源庫，如圖是海水綜合利用的部分工藝流程圖：

已知：MgCl₂•6H₂O受熱生成Mg（OH）Cl和HCl氣體等．
（1）在過程①中應(yīng)加入下列沉淀劑的順序是CAB、CBA或BCA（填序號），同時加入鹽酸將濾液的pH調(diào)至酸性，除去的離子是CO₃^2-、OH^-（填離子符號）．
A．Na₂CO₃  B．NaOH  C．BaCl₂
（2）過程②中反應(yīng)的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（3）簡述過程③中如何獲得無水MgCl₂：在干燥的HCl氣流中加熱MgCl₂•6H₂O晶體．
（4）寫出過程④的化學(xué)方程式：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．簡述工業(yè)上不使用電解MgO的方法制取金屬鎂的原因：MgO的熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂的熔點．
（5）將由母液獲得的NaBr溶液濃縮、酸化，并通入Cl₂，充分反應(yīng)，再向其中吹入熱空氣，將生成的溴吹出，過程⑤用純堿溶液吸收，過程⑤發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．過程⑥是將過程⑤所得溶液用稀H₂SO₄酸化，使NaBr、NaBrO₃中的溴轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴，再用萃�。ㄌ畈僮鞣椒ǎ┑姆椒ㄌ崛′澹�還可以得到副產(chǎn)品Na₂SO₄，寫出過程⑥的離子方程式：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．

Answer 1

分析 海水曬鹽后得到粗鹽和母液，粗鹽加入氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉、鹽酸精制除雜得到精鹽，電解飽和食鹽水得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液，母液中加入氫氧化鈣濁液沉淀鎂離子，過濾得到氫氧化鎂沉淀，加入鹽酸溶解后得到氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失水得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣，濾液中加入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)的低濃度溶液，加入碳酸鈉溶液吸收溴單質(zhì)，再加入稀硫酸，發(fā)生歸中反應(yīng)得到高濃度的溴單質(zhì)溶液；
（1）根據(jù)鎂離子會與氫氧根離子和碳酸根離子生成沉淀，鈣離子會與碳酸根離子生成沉淀，硫酸根離子會與鋇離子生成沉淀，加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉等進(jìn)行分析；
（2）電解飽和食鹽水生成氫氧化納、氫氣和氯氣，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（3）氯化鎂晶體加熱失去結(jié)晶水，鎂離子水解生成氫氧化鎂，在氯化氫氣流中加熱失水得到氯化鎂；
（4）過程④是電解熔融的氯化鎂生成鎂和氯氣，若在空氣中加熱MgCl₂•6H₂O生成的是Mg（OH）Cl或MgO，而MgO的熔沸點非常高，達(dá)到熔融狀態(tài)需要消耗很多能源．所以，用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂；
（5）過程⑤用純堿溶液吸收溴單質(zhì)，產(chǎn)生的Br₂用濃Na₂CO₃溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等，過程⑥是將過程⑤所得溶液用稀H₂SO₄酸化，使NaBr、NaBrO₃中的溴轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴，Br^-、BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成Br₂，用有機(jī)溶劑萃取溴，濾液中含有硫酸鈉．

解答 解：（1）總體思路是先沉淀再過濾，沉淀時要先加BaCl₂溶液，再加Na₂CO₃溶液，因為碳酸鈉能把過量的氯化鋇沉淀出來，氫氧化鈉可放在它們前面，也可放在它們后面或中間，都完全沉淀完后再過濾，加入適量鹽酸pH調(diào)至酸性除去的離子是CO₃^2-和OH^-，
故答案為：CAB或者CBA或者BCA；CO₃^2-和OH^-；
（2）電解飽和食鹽水制取氯氣的反應(yīng)為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）氯化鎂晶體加熱失去結(jié)晶水，鎂離子水解生成氫氧化鎂，在氯化氫氣流中加熱失水得到氯化鎂，過程③中獲得無水MgCl₂，在干燥的HCl氣流中加熱MgCl₂•6H₂O晶體，
故答案為：在干燥的HCl氣流中加熱MgCl₂•6H₂O晶體；
（4）電解熔融的氯化鎂得到Mg與氯氣，反應(yīng)方程式為：MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，MgO的熔沸點非常高，達(dá)到熔融狀態(tài)需要消耗很多能源．所以，用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂．
故答案為：MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；MgO的熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂的熔點；      
（5）過程⑤用純堿溶液吸收溴單質(zhì)，產(chǎn)生的Br₂用濃Na₂CO₃溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等，反應(yīng)的離子方程式為：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑，過程⑥是將過程⑤所得溶液用稀H₂SO₄酸化，使NaBr、NaBrO₃中的溴轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴，Br^-、BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成Br₂，Br^-、BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成Br₂，根據(jù)元素守恒可知還生成H₂O，反應(yīng)離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，用有機(jī)溶劑萃取溴，過程中得到濾液中含有硫酸鈉，
故答案為：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑；萃��；Na₂SO₄；5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．

點評 本題以海水資源及其利用為載體綜合考查物質(zhì)的分離、制備，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及金屬的冶煉、物質(zhì)的分離和提純、氧化還原反應(yīng)等知識點，能從總體上分析工藝流程圖，知道每一步發(fā)生的反應(yīng)或操作方法，熟悉常見物質(zhì)的分離方法，題目難度中等．