Question

10．工业中很多的物质制备及其除杂蕴藏很多的化学原理，请根据要求回答下列问题：I．海水提溴是重要的化工操作，其对应的操作流程如下：
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（1）步骤 I 的操作步骤有蒸发、结晶、过滤，将得到的固体制成稀溶液进行电解可制备“84 消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．
（2）II 中调节溶液 pH 为 3.5 能更有效地提高 C1₂ 的利用率，其理由是Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，抑制氯气与水的反应，提高氯气的利用率
（3）III 中 Br₂ 转化为 NaBr、NaBr0₃ 的离子方程式为3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．
II．某工厂将含少量氢氧化铁杂质的氢氧化镁提纯的流程如图所示（保险粉：连二硫酸钠Na₂S₂0₄）．

请回答下列问题：
（4）经检验步骤①反应后的溶液中加入HCl酸化的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，写出步骤①的离子方程式：6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-═6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O．
（5）步骤②中分离操作的名称是过滤．
（6）已知 EDTA 只能与溶液中的 Fe²⁺ 反应生成易溶于水的物质，不与 Mg（OH）₂ 反应． 虽然 Fe（OH）₂ 难溶于水，但步骤②中随着 EDTA 的加人，最终能够将 Fe（OH）₂ 除 去并获得纯度高的Mg（OH）₂．请从沉淀溶解平衡的角度加以解释：Fe（OH）₂悬浊液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe ²⁺促使平衡向右移动而使Fe（OH）₂不断溶解．

Answer 1

分析 I．澄清海水经过滤后得到氯化钠固体和盐卤溶液，溶液调节pH为3.5后通入氯气可生成溴，在含有溴的混合溶液中吹入空气，可得到含有溴的混合气体，加入碳酸钠溶液吸收溴，得到含有NaBr和NaBrO的溶液，然后用硫酸酸化，NaBr和NaBrO发生还原反应生成溴，以此解答该题；
II．Na₂S₂O₄具有还原性，可与Fe（OH）₃发生氧化还原反应生成Fe（OH）₂，加入EDTA浸泡，生成含有亚铁离子的络合物，过滤可得到Mg（OH）₂，
（4）经检验步骤①反应后的溶液中加人HCl酸化的BaC1₂溶液，产生白色沉淀，说明生成SO₄²，Fe（OH）₃被还原生成Fe（OH）₂，以此书写离子方程式；
（5）步骤②用于分离固体和液体；
（6）依据氢氧化亚铁存在溶解沉淀平衡，加入EDTA时结合亚铁离子促进平衡正向进行氢氧化亚铁溶解．

解答 解：I．澄清海水经过滤后得到固体和盐卤溶液，溶液调节pH为3.5后通入氯气可生成溴，在含有溴的混合溶液中吹入空气，可得到含有溴的混合气体，加入碳酸钠溶液吸收溴，得到含有NaBr和NaBrO的溶液，然后用硫酸酸化，NaBr和NaBrO发生还原反应生成溴，
（1）澄清海水经步骤I后得到固体和盐卤溶液，则步骤I涉及蒸发、结晶、过滤，电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，则在阳极生成NaClO，阴极生成氢气，电解方程式为NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，
故答案为：蒸发、结晶、过滤；NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
（2）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，调节溶液pH约为3.5，可抑制氯气与水的反应，使氯气充分与溴化钠反应，
故答案为：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，抑制氯气与水的反应，提高氯气的利用率；
（3）Br₂与碳酸钠溶液反应生成NaBr，NaBr0₃，反应的离子方程式为3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑，
故答案为：3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．
II．Na₂S₂O₄具有还原性，可与Fe（OH）₃发生氧化还原反应生成Fe（OH）₂，加入EDTA浸泡，生成含有亚铁离子的络合物，过滤可得到Mg（OH）₂，
（4）经检验步骤①反应后的溶液中加人HCl酸化的BaC1₂溶液，产生白色沉淀，说明生成SO₄²，Fe（OH）₃被还原生成Fe（OH）₂，反应的离子方程式为6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-=6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O，
故答案为：6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-=6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O；
（5）步骤②用于分离固体和液体，应为过滤操作，故答案为：过滤；
（6）已知EDTA只能与溶液中的Fe²⁺反应生成易溶于水的物质，不与Mg（OH）₂反应，但Fe（OH）₂悬浊液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq），当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe ²⁺促使平衡向右移动而使Fe（OH）₂不断溶解．
故答案为：Fe（OH）₂悬浊液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe ²⁺促使平衡向右移动而使Fe（OH）₂不断溶解．

点评 本题主要考查了海水中提取溴的原理、物质的分离、提纯，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的原理和操作方法，题目难度中等．