Question

10．將海水淡化和與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一．一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝提取其他產(chǎn)品．
回答下列問題：
（1）下列改進(jìn)和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是②③④（填序號）．
①用混凝法獲取淡水�、谔岣卟糠之a(chǎn)品的質(zhì)量
③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種�、芨倪M(jìn)鉀、溴、鎂的提取工藝
（2）采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br₂，并用純堿吸收．堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br₂+Na₂CO₃+H₂O-→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃，吸收1mol Br₂時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{5}{3}$mol．
（3）海水提鎂的一段工藝流程如圖，濃海水的主要成分如下：

離子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
濃度/（g•L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，產(chǎn)品2的化學(xué)式為Mg（OH）₂，1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為69.6g．
（4）采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）混凝法使的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去，不能進(jìn)行海水淡化，通過改變工藝，可以提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，可以根據(jù)不同的原理改進(jìn)鉀、溴、鎂等的提取工藝；
（2）反應(yīng)中Br₂起氧化劑、還原劑作用，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為5：1，據(jù)此計(jì)算；
（3）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進(jìn)行脫硫，應(yīng)是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，計(jì)算1L溶液中Mg²⁺的質(zhì)量，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂計(jì)算氫氧化鎂的質(zhì)量；
（4）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗．

解答 解：（1）①混凝法是加入一種混凝劑（如：明礬、鐵鹽等），使水中細(xì)小的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去，海水中可溶性雜質(zhì)不能除去，不能進(jìn)行海水淡化，故①錯(cuò)誤；
②改進(jìn)工藝，盡可能減少新物質(zhì)引入，除去粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，故②正確；
③海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫，海水中元素種類很多，改進(jìn)工藝可以優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，故③正確；
④根據(jù)不同的提取原理可以改進(jìn)鉀、溴、鎂等的提取工藝，從而提高K、Br₂、Mg等的提取質(zhì)量，故④正確；
故選：②③④；
（2）反應(yīng)中Br₂起氧化劑、還原劑作用，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，2×n_氧化劑（Br₂）=2×5×n_還原劑（Br₂），故n_氧化劑（Br₂）：n_還原劑（Br₂）=5：1，故吸收1mol Br₂時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol×2×$\frac{1}{1+5}$×5=$\frac{5}{3}$mol，
故答案為：$\frac{5}{3}$；
（3）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進(jìn)行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過濾、干燥的產(chǎn)品2為Mg（OH）₂，溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g     58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×$\frac{58g}{24g}$=69.6g，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓；Mg（OH）₂；69.6；
（4）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣，電解反應(yīng)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，反應(yīng)方程式為：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

點(diǎn)評 本題考查海水資源開發(fā)利用、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、電解原理等，是對基礎(chǔ)知識的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．