Question

【題目】海水中化學(xué)資源的綜合開(kāi)發(fā)利用，已受到各國(guó)的高度重視。Br2和Mg等兩種單質(zhì)都可以從海水中提取，如圖為提取它們的主要步驟：

請(qǐng)回答：

Ⅰ.從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的三分之一，主要方法就是上述流程中的空氣吹出法。

(1)制取Br2時(shí)第一次通入Cl2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________。

(2)吸收塔中反應(yīng)的離子方程式是_______，工業(yè)生產(chǎn)1mol Br2，理論上需要Cl2的物質(zhì)的量為______ 。

(3)取10L海水經(jīng)過(guò)提純濃縮，向吸收塔吸收后的溶液中加入0.100mol/L AgNO3溶液8.0mL恰好完全反應(yīng)，則海水中含溴的含量為______ mg/L(不考慮提純過(guò)程中溴的損失)。

Ⅱ.鎂及其合金是用途很廣的金屬材料，而目前世界上60%的鎂就是從海水中按上述流程提取的。

(1)上述流程中為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用__________ (寫化學(xué)式)。

(2)步驟①包括加熱、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、____________。

(3)通電時(shí)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

Answer 1

【答案】2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2 SO2＋2H2O＋Br 2＝4H＋＋2 Br－＋SO42－ 2mol 6.4 Ca(OH)2 過(guò)濾 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

【解析】

濃縮海水中主要含MgSO4、NaCl、NaBr，加入試劑氫氧化鈣或氫氧化鈉沉淀鎂離子，過(guò)濾得到混合溶液中通入氯氣，得到低濃度的溴單質(zhì)，進(jìn)入吸收塔用二氧化硫吸收得到溴化氫，再通入氯氣得到高濃度的溴單質(zhì)，氫氧化鎂沉淀中加入鹽酸溶液溶解得到氯化鎂溶液，加熱、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到鎂和氯氣。

由上述分析可知：

I．（1）濃縮海水與試劑①反應(yīng)得到氫氧化鎂，剩余混合液中含有的是溴離子，通入氯氣后，氯氣與溴離子反應(yīng)生成單質(zhì)溴和氯離子，其離子方程式是Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2；答案為：Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2。

（2）單質(zhì)溴經(jīng)過(guò)空氣吹出法后被富集在吸收塔，通入的二氧化硫與單質(zhì)溴反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，其化學(xué)方程式是：Br2+SO2+2H2O═2H2SO4+2HBr，即其離子方程式為Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-；由①Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，②Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-，③Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，可知工業(yè)生產(chǎn)1mol Br2，需要2molCl2；答案為Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-，2mol。

（3）由反應(yīng)Ag++Cl-=AgCl↓，Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，可知n(Ag+)~n(Cl-)~n(Br-)，由銀元素的物質(zhì)的量為0.1mol/L×8×10-3L=0.8×10-3mol，則溴元素的物質(zhì)的量也為0.8×10-3mol，溴元素的質(zhì)量為0.8×10-3mol×80g/mol=64×10-3g=64mg，則海水中含溴的含量為=6.4mg/L；答案為6.4mg/L。

II．（1）為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，從經(jīng)濟(jì)理念出發(fā)，試劑①可以選用由海洋中的貝殼得到的固體Ca(OH)2使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀；答案為Ca(OH)2。

（2）要從氯化鎂溶液得到含結(jié)晶水的氯化鎂，就需要蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，并通過(guò)過(guò)濾把固體從溶液中分離出來(lái)；答案為過(guò)濾。

（3）氯化鎂電解為分解反應(yīng)，產(chǎn)物為鎂和氯氣，所以電解方程式為：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑；答案為MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。