Question

17．工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示．

（1）為有效除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，加入試劑的合理順序為BC．
A．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加BaCl₂
B．先加NaOH，后加BaCl₂，再加Na₂CO₃
C．先加BaCl₂，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（2）在隔膜法電解食鹽水時，電解槽陽極區(qū)的電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl₂與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H₂，相應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．
（3）氯堿工業(yè)制得的氯氣可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅，其流程如下：

 ①石英砂的主要成分是SiO₂，在制備粗硅時，焦炭的作用是還原劑．
②粗硅與氯氣反應(yīng)后得到的液態(tài)四氯化硅中�；煊幸恍╇s質(zhì)，必須進(jìn)行分離提純．其提純方法為蒸餾．
③由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl
（4）本工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg（OH）₂，能否按Br₂、Mg（OH）₂、CaSO₄的順序制備？原因是否，如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，產(chǎn)品不純．
（5）工業(yè)上采用電解MgCl₂的方法制得金屬鎂，電解槽中陰極的電極反應(yīng)式為Mg²⁺+2e^-=Mg，從MgCl₂溶液得到MgCl₂固體的方法是在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā)；有同學(xué)認(rèn)為可加熱Mg（OH）₂得到MgO，再電解熔融MgO制金屬鎂，你同意該同學(xué)的想法嗎？為什么？不同意，因為MgO熔點很高，熔融時耗費大量的能量而增加生產(chǎn)成本．

Answer 1

分析 （1）加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以同時除去過量的鋇離子；
（2）電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，反應(yīng)物為氯化鈉、水；
（3）①石英砂主要成分為二氧化硅，粗硅提純是利用碳做還原劑還原二氧化硅為單質(zhì)硅，二氧化硅和碳在高溫下反應(yīng)生成硅和一氧化碳，反應(yīng)中二氧化硅為氧化劑，碳為還原劑；
②混合物的沸點不同，可用蒸餾的方法分離；
③根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式．
（4）根據(jù)若先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀；硫酸鈣屬于微溶物，可以先使其沉淀下來，在沉淀鎂離子，若先沉淀鎂離子，則會有部分硫酸鈣摻雜在氫氧化鎂中，使固體不純；
（5）根據(jù)電解時，陰極是陽離子放電，氯化鎂溶液中得到氯化鎂固體，需要防止鎂離子的水解，MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂，應(yīng)注意節(jié)約能源．

解答 解：（1）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應(yīng)注意碳酸鈉在鋇試劑之后，是為除去過量的鋇離子，顯然選項BC符合，故答案為：BC；
（2）電解飽和食鹽水時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程為2H⁺+2e^-=H₂↑，采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl₂與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H₂，相應(yīng)的化學(xué)方程 NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
（3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制備粗硅發(fā)生SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，二氧化硅和碳在高溫下反應(yīng)生成硅和一氧化碳，反應(yīng)中二氧化硅為氧化劑，碳為還原劑，
故答案為：SiO₂；還原劑；
②粗硅與氯氣反應(yīng)后得到沸點較低的液態(tài)四氯化硅，其中常混有一些高沸點、難揮發(fā)性雜質(zhì)，因沸點不同，則分離提純法選蒸餾法，故答案為：蒸餾；
③四氯化硅與氫氣在高溫條件下反應(yīng)得到高純硅和氯化氫氣體，該反應(yīng)為SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl↑，
故答案為：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl↑；
（4）工藝流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg（OH）₂，不能沉淀Mg（OH）₂，硫酸鈣為微溶物，如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，使產(chǎn)品不純，
故答案為：否，如果先沉淀Mg（OH）₂，則沉淀中會夾雜有CaSO₄沉淀，產(chǎn)品不純；
（5）電解熔融MgCl₂可得到金屬鎂，鎂離子在陰極放電，電極反應(yīng)方程式為：Mg²⁺+2e^-=Mg，為防止鎂離子水解生成氫氧化鎂沉淀，從MgCl₂溶液得到MgCl₂固體的方法是在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā)，MgO熔點遠(yuǎn)高于MgCl₂，應(yīng)注意節(jié)約能源，可用氯化鎂代替，
故答案為：Mg²⁺+2e^-=Mg；在氯化氫氣流中加熱蒸發(fā)；不同意，因為MgO熔點很高，熔融時耗費大量的能量而增加生產(chǎn)成本．

點評 本題以從海水中提取鎂為背景，考查物質(zhì)的分離、提純，鹽類水解，電解原理應(yīng)用，節(jié)能減排等知識，培養(yǎng)了學(xué)生運用知識的能力，題目難度中等．