Question

海洋是巨大的資源寶庫，請結合氯堿工業(yè)，鎂工業(yè)，溴工業(yè)流程圖，回答有關問題：

（1）操作Ⅰ的名稱

 

，操作Ⅱ的名稱

 

，操作Ⅲ的名稱

 

；
（2）由物質A制備鎂的化學方程式為

 

，氯堿工業(yè)中生成的物質C的化學式

 

，生成物質D的電極反應式為

 

；
（3）步驟1、步驟2能否互換？

 

，其原因是

 

；
（4）已知常溫時Mg（OH）₂的溶度積常數(shù)Ksp=1.8×10^-11，為使粗鹽水中c（Mg²⁺）降到1.8x10^-5mol?L^-1 ，則需調(diào)節(jié)溶液的pH最低至

 

；
（5）溴吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：氯堿工業(yè)產(chǎn)物為氯氣、氫氣和氫氧化鈉，其中B可用于調(diào)節(jié)pH，應為NaOH，D用于溴工業(yè)，應為Cl₂，則C為H₂，粗鹽水中含有Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等雜質離子，加入氫氧化鈉溶液，經(jīng)過濾（操作Ⅰ），得到氫氧化鎂沉淀，加入鹽酸溶解得到氯化鎂（物質A），電解得到鎂；
濾液加入過量氯化鋇，可除去SO₄^2-，然后加入過量碳酸鈉溶液，可除去溶液中的Ba²⁺、Ca²⁺，過濾后得到氯化鈉溶液，含有少量氫氧化鈉、碳酸鈉，加入鹽酸，可到氯化鈉溶液，經(jīng)蒸發(fā)結晶，可得到精鹽；
在溴工業(yè)中，在濃縮的海水中酸化后通入氯氣，可得到溴，用二氧化硫濃縮，進一步通入氯氣生成溴，經(jīng)蒸餾，可得到液溴，以此解答該題．

解答： 解：氯堿工業(yè)產(chǎn)物為氯氣、氫氣和氫氧化鈉，其中B可用于調(diào)節(jié)pH，應為NaOH，D用于溴工業(yè)，應為Cl₂，則C為H₂，粗鹽水中含有Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等雜質離子，加入氫氧化鈉溶液，經(jīng)過濾（操作Ⅰ），得到氫氧化鎂沉淀，加入鹽酸溶解得到氯化鎂（物質A），電解得到鎂；
濾液加入過量氯化鋇，可除去SO₄^2-，然后加入過量碳酸鈉溶液，可除去溶液中的Ba²⁺、Ca²⁺，過濾后得到氯化鈉溶液，含有少量氫氧化鈉、碳酸鈉，加入鹽酸，可到氯化鈉溶液，經(jīng)蒸發(fā)結晶，可得到精鹽；
在溴工業(yè)中，在濃縮的海水中酸化后通入氯氣，可得到溴，用二氧化硫濃縮，進一步通入氯氣生成溴，經(jīng)蒸餾，可得到液溴，
（1）由以上分析可知操作Ⅰ為過濾，操作Ⅱ為蒸發(fā)，操作Ⅲ為蒸餾，故答案為：過濾；蒸發(fā)；蒸餾；
（2）工業(yè)用電解氯化鎂的方法冶煉鎂，方程式為MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑，氯堿工業(yè)產(chǎn)物為氯氣、氫氣和氫氧化鈉，C為H₂，D為Cl₂，在電解池的陽極生成，電極方程式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑；H₂；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，再通過過濾除去，最后加入稀鹽酸中和得到NaCl溶液，所以應該先除去鎂離子或硫酸根離子，最后加入Na₂CO₃溶液，以除去過量的Ba²⁺，則步驟1、步驟2不能互換，否則不能除去Ba²⁺，
故答案為：不能；不能除去Ba²⁺引入新雜質；
（4）已知常溫時Mg（OH）₂的溶度積常數(shù)Ksp=1.8×10^-11，為使粗鹽水中c（Mg²⁺）降到1.8×10^-5mol?L^-1 ，則c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-5

mol/L=10^-3mol?L^-1，則pH=11，
故答案為：11；
（5）溴吸收塔中發(fā)生的反應為溴與二氧化硫的反應，反應的離子方程式為Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．

點評：本題考查物質的分離、提純，為高考常見題型和高頻考點，側重于氯堿工業(yè)及電化學反應原理的考查，注重分析能力、推斷能力及計算能力的綜合訓練，注意根據(jù)工藝流程圖從整體上分析鎂、粗鹽的制取方法及基本操作，知道每一步可能發(fā)生的反應及基本操作方法，難點是除雜試劑的選擇及加入試劑的先后順序，題目難度較大．