Question

11．海水是巨大的資源寶庫，海水的綜合利用具有重要意義（如下圖）

（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，然后進行下列操作：①加過量的NaOH溶液；②加過量的BaCl₂溶液③加過量的Na₂CO₃溶液；④過濾；⑤加適量的鹽酸，第③步操作的目的是除去Ca²⁺、過量的Ba²⁺雜質(zhì)
（2）在實驗室可以用萃取的方法提取溴，在萃取操作過程中，下列說法不正確的是A．
A．萃取劑可選用苯、CCl₄、裂化汽油等有機溶劑．
B．萃取分液時下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出
C．在萃取過程中，需要振蕩分液漏斗，并打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣．
（3）通入熱空氣吹出溴，并用SO₂的水溶液吸收的目的是富集溴．
（4）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Cl₂、Br₂與水反應(yīng)．
（5）步驟Ⅲ中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式Mg²⁺（aq）+Ca（OH）₂（s）=Ca²⁺（aq）+Mg（OH）₂（s），解釋該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因因為在相同的溫度下，Mg（OH）₂的溶解度比Ca（OH）₂更�。�
（6）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，溴蒸氣中水增加，而溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低．
（7）工業(yè)上不用電解熔融MgO制金屬鎂，理由是MgO熔點很高，熔融時耗能高，增加生產(chǎn)成本．

Answer 1

分析 海水曬鹽后得到粗鹽，淡水，粗鹽提純除去所含雜質(zhì)Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，得到精鹽，電解制備氯氣；
母液中主要是溴離子和鎂離子，通入氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，吹出后和二氧化硫氣體通入水中得到鹵水溶液和溴化氫溶液，富集溴，適量氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)；含氯化鎂的溶液中加入貝殼高溫分解生成的氧化鈣溶于水生成的氫氧化鈣石灰乳，沉淀鎂離子，過濾后在沉淀中加入鹽酸溶解，通過濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到氯化鎂晶體，失水得到氯化鎂固體，電解得到鎂，
（1）加入過量的碳酸鈉可除去Ca²⁺以及過量的Ba²⁺雜質(zhì)；
（2）A．裂化汽油含有不飽和鍵；
B．萃取分液時防止液體重新混而污染；
C．在萃取過程中，需要防止分液漏斗內(nèi)的壓強過大；
（3）步驟I已經(jīng)獲得Br₂濃度較低，應(yīng)進行富集，；
（4）氯氣、溴與水反應(yīng)生成鹽酸或HBr，為可逆反應(yīng)，應(yīng)抑制與水的反應(yīng)；
（5）氫氧化鎂的溶解度比氫氧化鈣小，在溶液中加入氫氧化鈣，可生成氫氧化鎂沉淀；
（6）在溴水中，溴的沸點是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；
（7）MgO熔點很高，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．

解答 解：海水曬鹽后得到粗鹽，淡水，粗鹽提純除去所含雜質(zhì)Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，得到精鹽，電解制備氯氣；
母液中主要是溴離子和鎂離子，通入氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，吹出后和二氧化硫氣體通入水中得到鹵水溶液和溴化氫溶液，富集溴，適量氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)；含氯化鎂的溶液中加入貝殼高溫分解生成的氧化鈣溶于水生成的氫氧化鈣石灰乳，沉淀鎂離子，過濾后在沉淀中加入鹽酸溶解，通過濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到氯化鎂晶體，失水得到氯化鎂固體，電解得到鎂，
（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，先除去Mg²⁺或SO₄^2-，然后再加入過量的碳酸鈉除去Ca²⁺以及過量的Ba²⁺雜質(zhì)，過濾后再加鹽酸除去過量的NaOH和碳酸鈉，
故答案為：除去Ca²⁺、過量的Ba²⁺雜質(zhì)；
（2）A．裂化汽油含有不飽和鍵，可與溴發(fā)生加成反應(yīng)，不能用于萃取劑，故A錯誤；
B．萃取分液時下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出，防止液體重新混而污染，故B正確；
C．在萃取過程中，需要振蕩分液漏斗，以充分混合而萃取，并打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣，防止分液漏斗內(nèi)的壓強過大，故C正確；
故答案為：A；
（3）步驟I已經(jīng)獲得Br₂濃度較低，應(yīng)進行富集，與二氧化硫反應(yīng)后得到濃度角度的溴化氫溶液，然后通入氯氣可得到純溴，起到濃縮、提純溴元素的作用，
故答案為：富集溴；
（4）氯氣、溴與水反應(yīng)生成鹽酸或HBr，為可逆反應(yīng)，加入硫酸酸化，可抑制Cl₂、Br₂與水反應(yīng)，故答案為：酸化可抑制Cl₂、Br₂與水反應(yīng)；
（5）氫氧化鎂的溶解度比氫氧化鈣小，在溶液中加入氫氧化鈣，可生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mg²⁺（aq）+Ca（OH） ₂（s）=Ca ²⁺（aq）+Mg （OH） ₂（s），
故答案為：Mg²⁺（aq）+Ca（OH） ₂（s）=Ca ²⁺（aq）+Mg （OH） ₂（s）；因為在相同的溫度下，Mg （OH）₂的溶解度比Ca（OH）₂更��；
（6）在溴水中，溴的沸點是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，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水增加，而溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低；
（7）MgO熔點很高，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：MgO熔點很高，熔融時耗能高，增加生產(chǎn)成本．

點評 本題以海水資源及其利用為載體綜合考查物質(zhì)的分離、制備，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及金屬的冶煉、物質(zhì)的分離和提純、氧化還原反應(yīng)等知識點，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，題目難度中等．