Question

12．海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)．海水綜合利用的部分流程如下：

已知：Br₂的沸點(diǎn)為59℃，微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性．
（1）電解飽和NaCl溶液的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．粗鹽中常含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)離子，可依次加入NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、鹽酸試劑來(lái)進(jìn)行提純．
（2）下列方法可用于海水淡化的是ACD（填字母代號(hào)）．
A．蒸餾法　　　　B．萃取法　　　　C．離子交換法　　　　D．電滲析法
（3）工業(yè)上用電解法制Mg時(shí)，通常在MgCl₂中加入CaCl₂，其原因是：①增加電解質(zhì)的密度，便于分離出熔融的鎂；②使氯化鎂熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量消耗．
（4）利用圖所示裝置從母液中提取溴，在B瓶中得到較濃的溴水．實(shí)驗(yàn)方案為：關(guān)閉b、d，打開(kāi)a、c，由a向A中緩慢通入Cl₂至反應(yīng)完全，關(guān)閉a、c，打開(kāi)b、d、e，由b向A中鼓入足量熱空氣，同時(shí)由e向B中通入足量SO₂；關(guān)閉b、e，打開(kāi)a，再由a向B中緩慢通入足量Cl₂．（實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：SO₂、Cl₂、熱空氣）

Answer 1

分析 海水淡化得到淡水，另外蒸發(fā)溶劑得到粗鹽和母液，粗鹽通過(guò)精制得到精鹽；母液加氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂和酸反應(yīng)生成氯化鎂，制得氯化鎂，母液通入氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，被二氧化硫吸收后發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴化氫，富集溴元素，通入氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)得到高濃度的溴．
（1）惰性電極電解NaCl溶液，生成NaOH、氫氣、氯氣；粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺及SO₄^2-，鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過(guò)量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，再進(jìn)行過(guò)濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子；
（2）海水淡化海水就是將海水中的可溶性雜質(zhì)除去的過(guò)程，可根據(jù)淡化原理進(jìn)行分析；
（3）用電解法制Mg時(shí)，通常在MgCl₂中加入CaCl₂，可使氯化鎂熔融溫度降低，從而減少能耗；
（4）通入熱空氣和氯氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴，空氣將溴吹出，通入二氧化硫，發(fā)生Br₂+SO₂+H₂O═2HBr+H₂SO₄，富集后再通入氯氣，生成溴．

解答 解：（1）惰性電極電解NaCl溶液，陽(yáng)極上是氯離子失電子，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上是氫離子得電子，2H⁺+2e^-=H₂↑，由兩極上的電極反應(yīng)可以得到總反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都沉淀了，再進(jìn)行過(guò)濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，則試劑可依次加入NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、HCl，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；BaCl₂　Na₂CO₃；
（2）A．蒸餾法，是把水從水的混合物中分離出來(lái)，得到純凈的水，故A正確；　　　　
B．萃取法，對(duì)于微溶于水的有機(jī)物，可用萃取法，水中沒(méi)有微溶于水的有機(jī)物，故B錯(cuò)誤；　　
C．通過(guò)離子交換樹(shù)脂可以除去海水中的離子，從而達(dá)到淡化海水的目的，故C正確；
D．利用電滲析法可使相應(yīng)的離子通過(guò)半透膜以達(dá)到硬水軟化的效果，故D正確；
故答案為：ACD；
（3）離子濃度越大其熔融鹽的導(dǎo)電性越強(qiáng)，在MgCl₂中加入CaCl₂，進(jìn)行電解，增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導(dǎo)電性，使氯化鎂熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量消耗，
故答案為：使氯化鎂熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量消耗；
（4）A中海水用硫酸酸化，關(guān)閉a、c，打開(kāi)b、d、e，由b向A中通入熱空氣和氯氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴，空氣將溴吹出，同時(shí)由e向B中通入足量SO₂，發(fā)生Br₂+SO₂+H₂O═2HBr+H₂SO₄，富集后再關(guān)閉b、e，打開(kāi)a，再由a向B中緩慢通入足量Cl₂，生成溴，
故答案為：關(guān)閉a、c，打開(kāi)b、d、e，由b向A中鼓入足量熱空氣，同時(shí)由e向B中通入足量SO₂；關(guān)閉b、e，打開(kāi)a，再由a向B中緩慢通入足量Cl₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水資源綜合利用，涉及了離子的除雜、氧化還原反應(yīng)、元素及其化合物的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合利用，提高了試題的綜合性，本題難度中等．