Question

5．海水資源的利用具有廣闊前景．海水中主要離子的含量如下：

成分	含量/（mg L-1）	成分	含量/（mg L-1）
Cl-	18980	Ca2+	400
Na+	10560	HCO3-	142
SO42-	2560	Br-	64
Mg2+	1272

利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如下：

（1）提取溴的過程中，經(jīng)過2次Br^-→Br₂轉(zhuǎn)化的目的是對(duì)溴元素進(jìn)行富集，吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
（2）Mg（OH）₂中加鹽酸的反應(yīng)的離子方程式是Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O．
（3）寫出無水MgCl₂得到Mg的化學(xué)方程式MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（4）依據(jù)上述流程，若將10m³海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl₂的體積為179.2L（忽略Cl₂溶解）．

Answer 1

分析 海水中加入氫氧化鈣沉淀鎂離子后過濾，在濾液中通入CL₂是將濾液中的Br^-氧化為Br₂，再利用熱的空氣將Br₂吹出，進(jìn)入吸收塔與SO₂反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；再通入CL₂將Br^-氧化為Br₂，兩次Br^-→Br₂轉(zhuǎn)化的目的是對(duì)溴元素進(jìn)行富集，氫氧化鎂加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，氯化鎂溶液中得到氯化鎂晶體的 操作是加熱蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到無水氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂；
（1）提取溴的過程中，經(jīng)過2次Br^-→Br₂轉(zhuǎn)化的目的是更多的得到溴單質(zhì)；吸收塔內(nèi)通入的是二氧化硫氣體是和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴離子，在蒸餾塔中被氯氣氧化得到更多的溴單質(zhì)；通空氣的目的是溴單質(zhì)被空氣帶出；
（2）氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂溶液；
（3）氯化鎂溶液中得到氯化鎂晶體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣；
（4）依據(jù)離子方程式計(jì)算得到需要的氯氣體積．

解答 解：（1）依據(jù)利用海水可以提取溴和鎂，流程中提取溴的過程中，經(jīng)過2次Br^-→Br₂轉(zhuǎn)化的目的是更多的得到溴單質(zhì)，提取過程對(duì)溴元素進(jìn)行富集；吸收塔內(nèi)通入的是二氧化硫氣體是和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴離子，在蒸餾塔中被氯氣氧化得到更多的溴單質(zhì)，吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為；SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
故答案為：對(duì)溴元素進(jìn)行富集；SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（2）氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O；
（3）從MgCl₂溶液中得到MgCl₂固體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（4）若將10m³海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，依據(jù)圖表中溴元素含量為64mg/L，10m³海水中含溴元素=10×1000L×64g/L×10^-3=640g；物質(zhì)的量=$\frac{640g}{80g/mol}$=8mol，依據(jù)反應(yīng)計(jì)算得到：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，消耗氯氣物質(zhì)的量為：4mol；提取過程中需要兩次通入氯氣實(shí)現(xiàn)溴離子被氧化，所以至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl₂的物質(zhì)的量為8 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 8mol×22.4L/mol=179.2L，
故答案為：179.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水淡化的電滲析原理的分析判斷，海水中溴的提取過程，溶液中得到固體的條件應(yīng)用，反應(yīng)過程中的氧化劑計(jì)算，注意氯氣兩次氧化消耗，題目難度中等．