Question

11．海洋資源的利用具有廣闊前景．
（1）如圖是從海水中提取鎂的簡單流程．

①工業(yè)上常用于沉淀Mg²⁺的試劑A是石灰乳或氧化鈣；
②由無水MgCl₂制取Mg的化學(xué)方程式是MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg．
（2）海帶灰中富含以I^-形式存在的碘元素．實驗室提取I₂的途徑如下所示：
干海帶$\stackrel{灼燒}{→}$海帶灰$→_{過濾}^{水}$濾液$→_{過氧化氫溶液}^{酸化}$$\stackrel{CCl_{4}}{→}$$\stackrel{多步操作}{→}$I₂
①灼燒海帶至灰燼時所用的主要儀器名稱是坩堝．
②向酸化的濾液中加過氧化氫溶液，寫出該反應(yīng)的離子方程式2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O．
③反應(yīng)結(jié)束后，加入CCl₄作萃取劑，采用萃取-分液的方法從碘水中提取碘，主要操作步驟如圖：

甲、乙、丙3步實驗操作中，不正確的是丙（填“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）海水中Br^-含量為65mg•L^-1，從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：

①以上步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是：富集溴元素．
②步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用了溴的C（填序號）．
A．揮發(fā)性       B．還原性       C．氧化性     D．腐蝕性
③以上流程Ⅱ中涉及的離子反應(yīng)如下，請在下面方框內(nèi)填入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計量數(shù)：
3CO₃^2-+3Br₂═3CO₂↑+5Br^-+1BrO₃^-
④上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾．寫出溴蒸氣與二氧化硫水溶液反應(yīng)的離子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
⑤以上流程III中涉及反應(yīng)的離子方程式為BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）海水則加入氫氧化鈣沉淀鎂離子，過濾得到氫氧化鎂沉淀，加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中失去結(jié)晶水得到固體氯化鎂，
①工業(yè)上常用石灰乳或氧化鈣和鎂離子反應(yīng)生成Mg（OH）₂；氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂和水；
②熔融狀態(tài)下電解氯化鎂冶煉鎂；
（2）干海帶灼燒后溶于水，充分溶解后過濾，在濾液中加入酸化過氧化氫氧化碘離子生成碘單質(zhì)，加入四氯化碳萃取分液，最后蒸餾得到碘單質(zhì)，
①灼燒固體時所用的主要儀器名稱是坩堝；
②氫離子和過氧化氫將碘離子氧化為單質(zhì)碘；
③分離時先分離下層液體；
（3）根據(jù)流程分析可知：海水通過曬鹽得到氯化鈉和鹵水，鹵水加入氧化劑氯氣氧化溴離子為單質(zhì)溴，得到低濃度Br₂的溶液，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，用純堿溶液吸收得到含Br^-和BrO₃^-的混合溶液，再利用酸溶液中溴酸根離子和溴離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到溴單質(zhì)，蒸餾利用的是溴單質(zhì)的易揮發(fā)性，
①步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素；
②溴單質(zhì)具有易揮發(fā)性；
③根據(jù)反應(yīng)物、生成物，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
④溴具有強氧化性、二氧化硫具有還原性，二者在水溶液中混合易發(fā)生氧化還原生成氫溴酸和硫酸；
⑤以上流程III中涉及反應(yīng)是酸性溶液中溴離子和溴酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴單質(zhì)．

解答 解：（1）①工業(yè)上常用石灰乳或氧化鈣沉淀Mg²⁺，CaO和H2O反應(yīng)生成Ca（OH）₂，Ca（OH）₂和鎂離子反應(yīng)生成Mg（OH）₂；氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，
故答案為：石灰乳或氧化鈣；
②熔融狀態(tài)下電解氯化鎂冶煉鎂，電解反應(yīng)方程式為MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg；
（2）①灼燒固體時所用的主要儀器名稱是坩堝，
故答案為：坩堝；
②加入氫離子和過氧化氫起的作用為氧化劑，將碘離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘，離子方程式為2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O，
故答案為：2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O；
③振蕩、靜置分層操持合理，而分離時先分離下層液體后倒出上層液體，則丙圖不合理，
故答案為：丙；
（3）①步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，
故答案為：富集溴元素；
②溴易揮發(fā)，步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，就是利用溴的揮發(fā)性，故選C，
故答案為：C；
③該反應(yīng)中Br元素化合價由0價變?yōu)?1價、+5價，其最小公倍數(shù)是5，再結(jié)合原子守恒或電荷守恒得方程式為3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑，
故答案為：3；3；3；5；1；
④上述流程中吹出的溴蒸氣，也可以用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾．溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，離子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
⑤以上流程III中涉及反應(yīng)是酸性溶液中溴離子和溴酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案為：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；

點評 本題考查了海水資源的綜合利用，涉及萃取劑的選取、氧化還原反應(yīng)、方程式的配平等知識點，從整體上分析流程，知道每一步可能發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，再結(jié)合基本概念、基本理論是解答關(guān)鍵，題目難度中等．