Question

化工生產必須遵循科學原理．請根據下列工藝生產流程回答問題．
（1）某化學課外活動小組以海帶為原料獲得少量碘，其過程如下圖所示：

則：操作①的名稱是

 

，操作③使用的試劑（寫化學式）

 

．操作②中發生反應的離子方程式為

 

．
（2）海水的綜合利用可以制備金屬鈉和鎂，其流程如圖所示：

①上述流程中生成Mg（OH）₂沉淀的離子方程式為

 

．Mg（OH）₂沉淀和鹽酸反應的離子方程式為

 

．
②實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明這三種情況下使用玻璃棒的作用：
溶解時：

 

；過濾時：

 

；蒸發時：

 

．
③工業上把電解飽和食鹽水稱為“氯堿工業”．請你完成電解飽和食鹽水的化學方程式

 

NaCl+

 

H₂O

電解  .

 

NaOH+H₂↑+

 

．

Answer 1

分析：（1）將海帶在坩堝中灼燒得到海帶灰，將海帶灰浸泡得到海帶灰懸濁液，然后采用過濾的方法將殘渣和溶液分離，得到含有碘化鉀的溶液，向水溶液中加入氯水，發生反應為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，向含有碘單質的溶液中加入萃取劑進行萃取，得到上層溶液為無色、下層液有色，說明水在上層、含有碘的有機溶劑在下層，萃取劑的密度大于水，一般常用CCl₄作萃取劑且密度大于水，所以該萃取劑為CCl₄；
（2）溫度對食鹽溶解度的影響不大，所以將海水蒸發得到粗鹽和母液，采用重結晶的方法獲取精鹽；
貝殼的主要成分是碳酸鈣，煅燒貝殼得到CaO，發生的反應為CaCO₃

高溫  .

CO₂↑+CaO，CaO溶于水發生反應CaO+H₂O=Ca（OH）₂，石灰乳和鎂離子反應Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+Ca²⁺，Mg（OH）₂溶于稀鹽酸得到MgCl₂溶液，將MgCl₂.6H₂O在HCl氛圍中脫水得到MgCl₂，電解熔融MgCl₂得到Mg．

解答：解：（1）將海帶在坩堝中灼燒得到海帶灰，將海帶灰浸泡得到海帶灰懸濁液，然后采用過濾的方法將殘渣和溶液分離，得到含有碘化鉀的溶液，向水溶液中加入氯水，發生反應為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，向含有碘單質的溶液中加入萃取劑進行萃取，得到上層溶液為無色、下層液有色，說明水在上層、含有碘的有機溶劑在下層，萃取劑的密度大于水，一般常用CCl₄作萃取劑且密度大于水，所以該萃取劑為CCl₄；
分離不溶性固體和溶液采用過濾的方法，所以操作①的名稱是過濾，通過以上分析知，操作③使用的試劑為CCl₄，操作②中發生反應的離子方程式為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，
故答案為：過濾；CCl₄；Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
（2）溫度對食鹽溶解度的影響不大，所以將海水蒸發得到粗鹽和母液，采用重結晶的方法獲取精鹽；
貝殼的主要成分是碳酸鈣，煅燒貝殼得到CaO，發生的反應為CaCO₃

高溫  .

CO₂↑+CaO，CaO溶于水發生反應CaO+H₂O=Ca（OH）₂，石灰乳和鎂離子反應Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+Ca²⁺，Mg（OH）₂溶于稀鹽酸得到MgCl₂溶液，將MgCl₂.6H₂O在HCl氛圍中脫水得到MgCl₂，電解熔融MgCl₂得到Mg．
①通過以上分析知，生成Mg（OH）₂沉淀的離子方程式為Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+Ca²⁺，Mg（OH）₂沉淀和鹽酸發生復分解反應，則該反應的離子方程式為Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+Ca²⁺；Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
②溶解時：玻璃棒起攪拌作用，目的是加速固體溶解；過濾時：玻璃棒的作用是引流，以便使溶液沿玻璃棒流下；蒸發時：玻璃棒起攪拌作用，以便使溶液均勻受熱，防止液體濺出，
故答案為：攪拌，加快固體溶解速率；引流，溶液沿玻璃棒流下；攪拌，使溶液均勻受熱；
③根據元素守恒知，生成物還有氯氣，根據轉移電子守恒得方程式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2；2；2；Cl₂↑．

點評：本題考查了海水資源的綜合利用，涉及碘的提取、鎂的提取，從整體上分析流程，知道流程中涉及的反應、基本操作方法，再結合物質的性質分析解答，題目難度不大．