Question

13．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．
回答下列問題：
（1）下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是②③④（填序號）．
①用混凝法獲取淡水    ②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量
③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種  ④改進鈣、溴、鎂等的提取工藝
（2）電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽．離子膜和隔膜均允許通過的離子是Na⁺、H⁺，電解槽中的陰極產(chǎn)物為H₂，NaOH．
（3）采用“空氣吹出法”從濃縮海水吹出Br₂，并用純堿吸收，溴歧化為Br^-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂，則反應的離子方程式為3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-，該反應中吸收1.5molBr₂時轉(zhuǎn)移的電子為2.5mol．
（4）在實驗室中常用四氯化碳萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大，經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重．
（5）從海水中提取鎂，可按如下步驟進行：①貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳、沉淀、過濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應，經(jīng)過一系列操作，最終得到無水MgCl₂；④電解熔融MgCl₂得到鎂．
請寫出步驟②中反應的離子反應方程式：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂；簡述步驟③的實驗操作：對氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物．

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)不同的原理改進鈣、溴、鎂等的提取工藝；
（2）電解飽和食鹽水水時為了提高產(chǎn)率，通常將中間加入離子膜，只允許陽離子和水分子通過，電解飽和食鹽水時兩極都可以用石墨做電極，陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，溶液中水電離平衡正向進行，溶液中生成氫氧化鈉；
（3）從濃海水吹出Br₂，并用純堿吸收．溴歧化為Br-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂則反應生成碳酸氫鈉，陰極氧化還原反應電子守恒計算單質(zhì)轉(zhuǎn)移；
（4）如用四氯化碳萃取，然后還要進行蒸餾操作，操作復雜，且污染環(huán)境；
（5）步驟②中反應是氫氧化鈣和鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀和鈣離子；將沉淀物與鹽酸反應，經(jīng)過一系列操作，最終得到無水MgCl₂，需要防止氯化鎂的水解．

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，不能進行海水淡化，故錯誤；
②改進工藝，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，故正確；
③海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫，海水中元素種類很多，改進工藝可以優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，故正確；
④根據(jù)不同的提取原理可以改進鈣、溴、鎂等的提取工藝，從而提高K、Br₂、Mg等的提取質(zhì)量，故正確；
故選：②③④；
（2）電解飽和食鹽水，電解槽離子膜或隔膜，允許陽離子Na⁺和水H⁺通過，不允許陰離子通過，陰極是溶液中氫離子得到電子生成氫氣，水的電離平衡正向進行，溶液中生成NaOH，2H⁺+2e^-=H₂↑
故答案為：Na⁺、H⁺；H₂，NaOH；
（3）從濃海水吹出Br₂，并用純堿吸收．溴歧化為Br-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂則反應生成碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-，反應吸收3mol溴單質(zhì)電子轉(zhuǎn)移5mol，該反應中吸收1.5molBr₂時轉(zhuǎn)移的電子為2.5mol，
故答案為：3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-；2.5mol；
（4）因為溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，而且四氯化碳與水不互溶，因此可用于萃取，但也有缺點，如四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大；經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重，
故答案為：四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大，經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重；
（5）步驟②中反應是氫氧化鈣和鎂離子反應生成氫氧化鎂沉淀和鈣離子，反應的離子方程式為：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂，將沉淀物與鹽酸反應，經(jīng)過一系列操作，最終得到無水MgCl₂，需要防止氯化鎂的水解，步驟為：對氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物，
故答案為：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂，對氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物．

點評 本題考查海水資源開發(fā)利用、氧化還原反應計算、電解原理等，是對基礎知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．