Question

【題目】海水是寶貴的自然資源，從海水中可以提取多種化工原料，如圖是某工廠對海水綜合利用的示意圖：

(1)在粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42-等雜質，精制時所用的試劑有①鹽酸；②氯化鋇溶液；③氫氧化鈉溶液；④碳酸鈉溶液。則加入試劑的先后順序是________(填編號)。

(2)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的是_____________。步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關反應的離子方程式：_______________________。

(3)從步驟Ⅲ得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入MgCl2溶液，充分攪拌后經________(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。

(4)電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環境里冷卻后即為固體鎂，下列物質中可以用作鎂蒸氣冷卻劑的是________(填字母)。

A．H2 B．CO2 C．N2 D．O2 E.水蒸氣

Answer 1

【答案】③②④①(或其他合理答案) 富集溴元素 Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－ 過濾、洗滌 A

【解析】

降低海水溫度得到粗鹽和母液，通過CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)2、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓獲取Mg(OH)2，將Mg(OH)2加鹽酸濃縮結晶得到MgCl2·6H2O，為防止鎂離子水解，在HCl氛圍中將MgCl2·6H2O加熱蒸干得到無水MgCl2，電解熔融氯化鎂得到Mg單質；從母液中得到NaBr溶液，向NaBr溶液中通入Cl2，發生反應2Br-+Cl2=2C1-+Br2，向低濃度Br2溶液中通人SO2，發生反應Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，向含有Br-的濃溶液中通入Cl2，得到高濃度Br2；將粗鹽溶解得到溶液，向溶液中加入沉淀劑將鎂離子、硫酸根離子、鈣離子除去，得到飽和NaCl溶液，電解飽和NaCl溶液得到氯氣、氫氣和NaOH，據此分析解答。

(1) Ca2＋、Mg2＋、SO42-等分別與BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na2CO3溶液能除去過量的BaCl2溶液，鹽酸能除去過量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以應先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，最后加入鹽酸，NaOH溶液的作用主要是除去粗鹽中的Mg2＋，加入順序只要在加入鹽酸之前即可，所以正確順序為②④③①或③②④①或②③④①；

(2)根據分析，步驟Ⅰ中獲得Br2濃度較低，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的是富集溴元素；步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，SO2具有還原性，Br2具有氧化性，二者在溶液中發生氧化還原反應生成硫酸和溴化氫，離子方程式：Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－；

(3)從步驟Ⅲ得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入MgCl2溶液，使溶解度較小的Ca(OH)2轉化為溶解度更小的Mg(OH)2，發生的離子反應為：Ca(OH)2+ Mg2＋=Mg(OH)2+ Ca2＋，則充分攪拌后過濾、洗滌即可得純凈的Mg(OH)2；

(4)鎂蒸氣的溫度較高，高溫下，鎂單質可與氧氣，氮氣、二氧化碳、水蒸氣發生反應，故答案選A。