Question

1．以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-等離子的鹵水為主要原料可制備金屬鎂和溴．流程如圖1：

（1）操作Ⅰ的名稱是萃取分液，所用主要玻璃儀器的名稱是分液漏斗、燒杯；需要選擇的試劑是c（填序號）．
a．乙醇        b．苯        c．四氯化碳       d．裂化汽油
（2）通氯氣反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂．
（3）證明SO₄^2-完全沉淀的方法是靜置向上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀則證明SO₄^2-已沉淀完全．
（4）CaO用來調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以使Mg²⁺沉淀完全，由表中數(shù)據(jù)可知，理論上應(yīng)控制pH范圍是11.0＜pH＜12.2．

	開始沉淀時	沉淀完全時
Mg2+	pH=9.6	pH=11.0
Ca2+	pH=12.2	c（OH-）=1.8mol/L

（5）操作Ⅱ用圖2所示操作不能實現(xiàn)（填“能”或“不能”）．原因是MgCl₂+2H₂O?Mg（OH）₂+2HCl（用化學(xué)方程式解釋）．
（6）工業(yè)上用惰性電極電解熔融狀態(tài)下的氯化鎂來冶煉鎂，不能直接電解氯化鎂溶液的原因是Mg²⁺+2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑（用離子方程式表示）．
（7）在探究Mg（OH）₂溶解性的實驗中，發(fā)現(xiàn)向裝有少量Mg（OH）₂濁液的試管中加入適量NH₄Cl晶體，充分振蕩后濁液會變澄清，請用化學(xué)平衡的原理解釋濁液變澄清的原因Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq），NH₄Cl電離出的NH₄⁺與OH^?結(jié)合成弱電解質(zhì)一水合氨，降低了c（OH^-），Mg（OH）₂溶解平衡向右移動．

Answer 1

分析 實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-等離子的鹵水為主要原料制備Mg和Br₂，應(yīng)將混合物中Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-等離子除去，根據(jù)流程可以看出分別加入氯氣將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，加入四氯化碳萃取分液，得到下層為溴的四氯化碳溶液，再蒸餾得到溴單質(zhì)；
上層溶液加入氯化鋇除去SO₄^2-，用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以得到Mg²⁺離子的沉淀氫氧化鎂，加入鹽酸溶解氫氧化鎂得到氯化鎂溶液，經(jīng)過操作Ⅱ得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）氯氣具有強(qiáng)氧化性，通入氯氣后可以將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，因為單質(zhì)溴極易溶于有機(jī)溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗、燒杯，因為萃取后得到下層為溴的有機(jī)溶液，則萃取劑為密度大于水的四氯化碳；
故答案為：萃取分液；分液漏斗、燒杯；c；
（2）根據(jù)以上分析，通氯氣將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，故答案為：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（3）上層溶液加入氯化鋇除去SO₄^2-，則證明SO₄^2-完全沉淀的方法是靜置向上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀則證明SO₄^2-已沉淀完全，故答案為：靜置向上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀則證明SO₄^2-已沉淀完全；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時，Ca²⁺開始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0＜pH＜12.2；
故答案為：11.0＜pH＜12.2；
（5）氯化鎂溶液經(jīng)過操作Ⅱ得到氯化鎂固體，因為氯化鎂溶液在加熱時易發(fā)生水解，所以不能直接蒸發(fā)結(jié)晶，則需要在氯化氫的氣流中蒸干，故答案為：不能；MgCl₂+2H₂O?Mg（OH）₂+2HCl；
（6）電解氯化鎂溶液的離子反應(yīng)為：Mg²⁺+2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑，得不到鎂單質(zhì)，故答案為：Mg²⁺+2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑；
（7）Mg（OH）₂濁液存在溶解平衡Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq），加入適量NH₄Cl晶體，NH₄Cl電離出的NH₄⁺與OH^?結(jié)合成弱電解質(zhì)一水合氨，降低了c（OH^-），Mg（OH）₂溶解平衡向右移動，所以Mg（OH）₂濁液充分振蕩后濁液會變澄清；
故答案為：Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq），NH₄Cl電離出的NH₄⁺與OH^?結(jié)合成弱電解質(zhì)一水合氨，降低了c（OH^-），Mg（OH）₂溶解平衡向右移動．

點評 本題主要考查常見的基本實驗操作、儀器的使用和實驗方案設(shè)計，綜合性強(qiáng)，難度中等，建議學(xué)生多重視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，著力提高分析問題、解決問題的能力．