Question

3．鹽城作為沿海地區(qū)有著豐富的海水資源，海水中主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-等離子．合理利用資源和保護(hù)環(huán)境是我市可持續(xù)發(fā)展的重要保證．
（1）海水經(jīng)過處理后可以得到無水氯化鎂，無水氯化鎂是工業(yè)制取鎂的原料．試寫出電解熔融氯化鎂制取金屬鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（2）某化工廠生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含有Cu²⁺和Pb²⁺的污水．排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，你認(rèn)為投入Na₂S（選填“Na₂S”或“NaOH”）效果更好．

難溶電解質(zhì)	Cu（OH）2	CuS	Pb（OH）2	PbS
Ksp	4.8×10-20	6.3×10-36	1.2×10-15	1.0×10-28

（3）火力發(fā)電在我國的能源利用中占較大比重，但是排放出的SO₂會(huì)造成一系列環(huán)境和生態(tài)問題．利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程如圖所示：

①天然海水的pH≈8，試用離子方程式解釋天然海水呈弱堿性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-（任寫一個(gè)）．
②某研究小組為探究提高含硫煙氣中SO₂吸收效率的措施，進(jìn)行了天然海水吸收含硫煙氣的模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示．

請你根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就如何提高一定濃度含硫煙氣中SO₂的吸收效率，提出一條合理化建議：降低含硫煙氣溫度（或流速）．
③天然海水吸收了含硫煙氣后會(huì)溶有H₂SO₃、HSO₃^-等分子或離子，使用氧氣將其氧化的化學(xué)原理是2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-（任寫一個(gè)化學(xué)方程式或離子方程式）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），減少污染．

Answer 1

分析 （1）由無水氯化鎂制取金屬鎂是電解熔融氯化鎂生成氯氣和鎂；
（2）根據(jù)題目中所給難溶電解質(zhì)的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更難溶；
（3）①強(qiáng)堿弱酸鹽的水解反應(yīng)是可逆反應(yīng)；
②根據(jù)圖示可知：SO₂的吸收效率隨著溫度的升高而降低，隨流速的增大而降低，
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S顯+4價(jià)，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性會(huì)大大增強(qiáng)，氧化后的“海水”需要引入大量的顯堿性的海水與之混合后才能排放，主要目的是中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

解答 解：（1）由無水氯化鎂制取金屬鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式 MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）題目中所給難溶電解質(zhì)的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更難溶；所以用Na₂S除去污水中的Cu²⁺和Pb²⁺效果更好，
故答案為：Na₂S；
（3）①天然海水的pH≈8，是因?yàn)楹Ｋ�中有CO₃^2-或HCO₃^-+它們水解使海水呈弱堿性，其離子方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②圖示可知：SO₂的吸收效率隨著溫度的升高而降低，隨流速的增大而降低，所以要提高含硫煙氣中SO₂的吸收效率，可以降低含硫煙氣溫度（或流速），
故答案為：降低含硫煙氣溫度（或流速）；
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S顯+4價(jià)，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性會(huì)大大增強(qiáng)，氧化后的“海水”需要引入大量的顯堿性的海水與之混合后才能排放，主要目的是中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），減少污染
故答案為：2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-；中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），減少污染．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)，沉淀溶解平衡，鹽類水解等，題目難度中等，但綜合性較強(qiáng)．