Question

19．將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一．一般是先將海水淡化，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品．
（1）海水提取鎂的一段工藝流程如圖：

濃海水的主要成分如表：

離子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
濃度/（g•L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

該工藝流程中需要對(duì)海水進(jìn)行脫硫，原理是用鈣離子沉淀硫酸根離子，產(chǎn)品1為CaSO₄，過濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，該反應(yīng)方程式為MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為69.6g．
（2）采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂與水在高溫下反應(yīng)生成堿與氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．
（3）如圖所示：海水經(jīng)過曬鹽后得到粗鹽和苦鹵，粗鹽中還含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等可溶性雜質(zhì)，以下是某化工廠進(jìn)行粗鹽提純的示意圖：

過量試劑①②③的順序也可調(diào)整為②①③，過濾后可得到四種沉淀的化學(xué)式為Mg（OH）₂、BaSO₄、CaCO₃、BaCO₃；在利用粗鹽制備精鹽過程中，加入適量鹽酸的目的是除去溶液中含有的NaOH，Na₂CO₃（填物質(zhì)的化學(xué)式）．
（4）利用井鹽和合成氨生產(chǎn)的氨氣及二氧化碳生產(chǎn)純堿的“聯(lián)合制堿法”是由我國著名化學(xué)家侯德傍先生發(fā)明的，其氯化鈉的利用率高達(dá)96%．其原理流程如圖所示：

①氨極易溶于水，向飽和食鹽水通入氨氣可得到飽和食鹽水和氨水的混合鹽水（稱為氨鹽水），氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳，其原因是氨鹽水顯堿性；
②寫出氯化銨溶液與熟石灰反應(yīng)的化學(xué)方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進(jìn)行脫硫，應(yīng)是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，計(jì)算1L溶液中Mg²⁺的質(zhì)量，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH₂計(jì)算氫氧化鎂的質(zhì)量；
（2）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗．
（3）根據(jù)使溶液結(jié)晶的方法和原里．除去粗鹽中含有的 Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-可溶性雜質(zhì)的方法：加入過量BaCl₂，去除硫酸根離子；加入過量NaOH（去除鎂離子）；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子及BaCl₂中的鋇離子）；加入適量HCl（除去過量NaOH，Na₂CO₃）；結(jié)合除雜原理進(jìn)行分析；
（4）氨水顯堿性，有利于吸收二氧化碳?xì)怏w；
氯化銨能和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣．

解答 （1）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進(jìn)行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過濾、干燥的產(chǎn)品2為Mg（OH）₂，溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
 Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g           58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×$\frac{58g}{24g}$=69.6g，
（2）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣，電解反應(yīng)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，反應(yīng)方程式為：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑，
（3）根據(jù)粗鹽中去除可溶性雜質(zhì)，含有 Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-的方法：
溶解：加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
加入過量NaOH（去除鎂離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子及BaCl₂中的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓； Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
根據(jù)除雜的原理“不增、不減、不增”，可知①②順序可以反，②③順序不能反．①②③的順序也可調(diào)整為②①③；
過濾后可得到四種沉淀的為Mg（OH）₂↓；BaSO₄↓；CaCO₃↓； BaCO₃↓；
過濾：向?yàn)V液中加入適量HCl除去過量NaOH，Na₂CO₃；
（4）①氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳，其原因是氨鹽水顯堿性．故答案為：②氯化銨能和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．
故答案為：（1）CaSO₄； MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；69.6；
（2）MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．
（3）②①③；Mg（OH）₂、BaSO₄、CaCO₃、BaCO₃；NaOH，Na₂CO₃；
（4）①氨鹽水顯堿性．②2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查海水資源開發(fā)利用、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、電解原理等，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等