Question

9．海洋約占地球表面積的71%，海水化學(xué)資源的利用具有非常廣闊的前景．
（1）海水曬鹽可獲得粗鹽，在實(shí)驗(yàn)室中粗鹽經(jīng)過(guò)溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)可制得精鹽．
（2）鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的，其主要步驟如下：

①為了使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，試劑①可以選用氫氧化鈉溶液，要使MgSO₄完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑①的量應(yīng)過(guò)量；
②試劑②可以選用鹽酸；
③試從節(jié)約能源、提高金屬鎂的純度分析，以下適宜的冶鎂方法是C．
A．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$ MgO$→_{2800℃}^{電解}$Mg
B．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$ MgO$→_{還原}^{C}$Mg
C．Mg（OH）₂ $\stackrel{HCl}{→}$ MgCl₂ $→_{714℃}^{電解}$ Mg
 D．Mg（OH）₂ $\stackrel{HCl}{→}$ MgCl₂ $→_{還原}^{活潑金屬}$ Mg
（3）溴及其化合物用途十分廣泛，我國(guó)正在大力開(kāi)展海水提溴的研究和開(kāi)發(fā)工作．工業(yè)以濃縮海水為原料提取溴的部分過(guò)程如下：

某課外小組在實(shí)驗(yàn)室模擬上述過(guò)程設(shè)計(jì)以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（所有橡膠制品均已被保護(hù)，夾持裝置已略去）：

①A裝置中通入a氣體的目的是（用離子方程式表示）Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂ ；
②A裝置中通入a氣體一段時(shí)間后，停止通入，改通熱空氣．通入熱空氣的目的是吹出Br₂ 
③反應(yīng)過(guò)程中，B裝置中有SO₄^2-生成．檢驗(yàn)SO₄^2-的方法是取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-；
④C裝置的作用是吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂．

Answer 1

分析 根據(jù)題中工業(yè)流程圖可知，海水中加入堿，使鎂離子沉淀，得到氫氧化鎂，氫氧化鎂溶于鹽酸得氯化鎂溶液，氯化鎂溶液在酸性條件下蒸發(fā)得無(wú)水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得鎂．
（1）粗鹽提純的主要步驟是：溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)；
（2）①利用復(fù)分解反應(yīng)及MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂時(shí)陰離子的變化來(lái)選擇試劑；
②利用復(fù)分解反應(yīng)及Mg（OH）₂轉(zhuǎn)化為MgCl₂時(shí)陰離子的變化來(lái)選擇試劑；
③MgO的熔點(diǎn)高，制備鎂一般利用電解熔融的MgCl₂；
（3）由流程可知，氯氣與濃縮海水中溴離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴，在吹出塔中富集溴，然后在吸收塔中溴、二氧化硫和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HBr；由實(shí)驗(yàn)裝置可知，a為氯氣，可氧化溴離子，熱空氣可將生成的溴蒸氣吹出，氣體b為二氧化硫，在B裝置中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HBr，C裝置為尾氣處理裝置，吸收氯氣、二氧化硫、溴等，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）海水曬鹽可獲得粗鹽，粗鹽提純的主要步驟是：溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)，在實(shí)驗(yàn)室中粗鹽經(jīng)過(guò)溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)得到溶質(zhì)固體，
故答案為：過(guò)濾，蒸發(fā)；
（2）①使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，應(yīng)選擇堿，在轉(zhuǎn)化中不引入新的離子，則試劑①選擇過(guò)量的NaOH，故答案為：氫氧化鈉溶液，過(guò)量；
②Mg（OH）₂轉(zhuǎn)化為MgCl₂時(shí)，酸能溶解沉淀，由陰離子可知，試劑②可以選用鹽酸，故答案為：鹽酸；
③MgO的熔點(diǎn)高，不能利用電解或還原法來(lái)制備鎂，則ABD錯(cuò)誤；適宜的冶鎂方法是C，故答案為：C；
（3）①要想使溴離子變成溴單質(zhì)，則加入的a能和溴離子發(fā)生反應(yīng)生成溴單質(zhì)，氯氣能和溴離子發(fā)生置換反應(yīng)生成溴單質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，
故答案為：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
②溴易揮發(fā)，升高溫度促進(jìn)其揮發(fā)，所以通入熱空氣的目的是吹出Br₂，故答案為：吹出Br₂；
③使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的，可知?dú)怏wb為SO₂，發(fā)生的反應(yīng)為Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，反應(yīng)過(guò)程中，B裝置中有SO₄^2-生成．檢驗(yàn)SO₄^2-的方法是取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-，
故答案為：取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-；
④氯氣不可能完全反應(yīng)，氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)，未反應(yīng)的二氧化硫、氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質(zhì)都能和堿反應(yīng)，所以C裝置是尾氣處理裝置，可知C的作用為吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂，
故答案為：吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂的制備，明確海水中鎂的制備的流程及試劑的選擇來(lái)分析解答，注意MgO的熔點(diǎn)高是學(xué)生解答中易忽略的地方，制備鎂利用電解法，題目中等．