Question

6．海水是巨大的資源寶庫，海水淡化及其綜合利用具有重要意義．

完成下列填空：
（1）氯堿工業(yè)主要以食鹽為原料．為了除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列操作，正確的操作順序是ad．
①過濾   ②加過量的NaOH溶液 ③加適量的鹽酸   ④加過量的Na₂CO₃溶液  ⑤加過量的BaCl₂溶液
a．②⑤④①③b．①④②⑤③c．④②⑤③①d．⑤②④①③
（2）在實(shí)驗(yàn)室中可以用萃取的方法提取溴，可選用的試劑是CCl₄（或苯），所用主要儀器的名稱是分液漏斗．
（3）步驟Ⅰ中用硫酸酸化可提高Cl₂利用率的原因是酸化可抑制氯氣、溴與水的反應(yīng)．
（4）步驟II反應(yīng)的離子方程式Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
（5）海水提溴蒸餾過程中，溫度應(yīng)控制在80～90℃，溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因溫度過高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸汽中水增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低．
（6）Mg（OH）₂沉淀中混有Ca（OH）₂，可選用MgCl₂溶液進(jìn)行洗滌除去．如直接加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融MgO制金屬鎂，這樣可簡化實(shí)驗(yàn)步驟，你不同意（選填“同意”，“不同意”）該說法，理由是MgO熔點(diǎn)很高，熔融時耗能高，增加生產(chǎn)成本．

Answer 1

分析 海水分離得到粗鹽、母液和淡水，粗鹽提純得到精鹽，電解氯化鈉得到氯氣，母液中通入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)，用熱空氣吹出溴單質(zhì)，濾液中加入貝殼分解生成的氧化鈣溶于水生成的氫氧化鈣，沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，過濾后在沉淀中加入鹽酸溶解后蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中加熱分解生成氯化鎂固體，電解氯化鎂得到金屬鎂，溴單質(zhì)通入二氧化硫水溶液中，通入氯氣蒸餾得到溴單質(zhì)，
（1）Ca²⁺用碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀、Mg²⁺用NaOH轉(zhuǎn)化為沉淀、SO₄^2-用氯化鋇溶液轉(zhuǎn)化為沉淀，然后再利用過濾方法除去所有沉淀，必須先除去Mg²⁺或SO₄^2-，然后再除去Ca²⁺，過濾后再加鹽酸除去過量的、NaOH和碳酸鈉；
（2）萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)：溴在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和溴不反應(yīng)，萃取劑和原溶劑不能互溶，萃取時所用儀器為分液漏斗；
（3）Cl₂、Br₂與水反應(yīng)存在可逆反應(yīng)，向溶液中加入稀硫酸時能抑制Cl₂、Br₂與水反應(yīng)；
（4）二氧化硫和溴能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（5）溴、水都易被蒸發(fā)，溫度越高促進(jìn)水的蒸發(fā)，溫度過低導(dǎo)致溴不能完全被蒸發(fā)；
（6）溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì)；氧化鎂熔點(diǎn)較高，電解熔融氧化鎂耗能較大．

解答 解：（1）Ca²⁺用碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀、Mg²⁺用NaOH轉(zhuǎn)化為沉淀、SO₄^2-用氯化鋇溶液轉(zhuǎn)化為沉淀，然后再利用過濾方法除去所有沉淀，必須先除去Mg²⁺或SO₄^2-，然后再除去Ca²⁺，因?yàn)樘妓徕c中碳酸根離子易被鹽酸除去，所以在 氫氧化鈉或氯化鋇之后再加碳酸鈉溶液，過濾后再加鹽酸除去過量的、NaOH和碳酸鈉，所以除雜順序是②⑤④①③或⑤②④①③，故選ad，
故答案為：ad；
（2）溴在CCl₄或苯中的溶解度大于在水溶液中的溶解度，這兩種物質(zhì)和溴都不反應(yīng)，和水不互溶，所以選取萃取劑為CCl₄或苯，萃取使用儀器為分液漏斗，
故答案為：CCl₄或苯；分液漏斗；
（3）Cl₂+H₂O?HCl+HClO、Br₂+H₂O?HBr+HBrO，用酸酸化時，溶液中氫離子濃度增大抑制Cl₂、Br₂與水反應(yīng)，所以用硫酸酸化可提高Cl₂利用率，
故答案為：酸化可抑制Cl₂、Br₂與水反應(yīng)；
（4）溴具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者在水溶液里發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，離子反應(yīng)方程式為Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
（5）在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5°C，水的是100°C，溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，
故答案為：溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低；
（6）Ca（OH）₂屬于微溶物、Mg（OH）₂屬于難溶物，Mg（OH）₂沉淀中混有Ca（OH）₂，用MgCl₂溶液進(jìn)行洗滌，使Ca（OH）₂轉(zhuǎn)化為難溶物Mg（OH）₂從而除去Ca（OH）₂；MgO熔點(diǎn)很高，電解熔融氧化鎂需要消耗較高的能量，從而增加成本，工業(yè)上用電解熔融氯化鎂冶煉Mg，
故答案為：MgCl₂；不同意；MgO熔點(diǎn)很高，熔融時耗能高，增加生產(chǎn)成本．

點(diǎn)評 本題考查了海水資源及其利用，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(diǎn)，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，注意（1）中除雜劑滴加順序，為學(xué)習(xí)易錯點(diǎn)，題目難度中等．