Question

3．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg（以MgCl₂形式存在）和Br₂（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：请回答：

（1）在粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂为：
A．盐酸 B．氯化钡溶液 C．氢氧化钠溶液 D．碳酸钠溶液．
则加入试剂的顺序是（填编号）BDCA 或 CBDA 或BCDA等．
（2）Mg（OH） ₂中加入盐酸后，要获得MgCl ₂•6H ₂O晶体，需要进行的实验操作依次DEC．
A．蒸馏 B．灼烧 C．过滤 D．蒸发 E．冷却结晶
（3）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是D．
A．精制饱和食盐水进入阳极室 　　B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气　　 D．电解槽的阳极用金属铁网制成
（4）写出电解饱和NaCl溶液的离子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（5）利用MgCl ₂•6H₂O可制得无水氯化镁，应采取的措施是要在HCl气流中脱水
（6）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，写出反应的化学方程式：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr．

Answer 1

分析 海水通过蒸发结晶晒盐得到粗盐和母液，粗盐精制得到精盐溶解制备饱和溶液，通电电解得到氢氧化钠溶液、氯气、氢气，N为HCl，M为NaClO，贝壳煅烧得到氧化钙，溶于水得到氢氧化钙，加入母液沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解得到氯化镁溶液浓缩蒸发，冷却结晶得到氯化镁晶体，氯化氢气流中加热得到氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁和氯气，氯气通过母液氧化溴离子为溴单质，通过热的空气吹出溴单质，C为Cl₂，D为Mg．
（1）根据根据SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易转化为沉淀而被除去，以及根据不能产生新杂质的要求排序，前面加入的过量溶液应用后加入的溶液除去，最后加入适量的溶液；
（2）Mg（OH）₂中加入盐酸后，要获得MgCl₂•6H₂O晶体，需要进行的实验操作为：蒸发浓缩，冷却结晶．如果要使该晶体变为无水氯化镁，一定要在HCl气氛中脱水，否则会水解；（3）离子交换膜法电解饱和食盐水，电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极发生的方程式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为阴极，Cl₂在阳极生成，精制饱和食盐水从阳极进入；
（4）电解饱和食盐时，阳极：阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阴极：氢离子得到电子，据此书写反应方程式；
（5）利用MgCl₂•6H₂O可制得无水氯化镁，要在HCl气氛中脱水，否则氯化镁水解；
（6）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，发生的反应是亚硫酸钠被溴单质氧化为硫酸钠．

解答 解：（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分别与BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na₂CO₃溶液能除去过量的BaCl₂溶液，盐酸能除去过量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以应先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入盐酸，所以正确顺序为BDCA 或 CBDA 或BCDA等
故答案为：BDCA 或 CBDA 或BCDA等；
（2）Mg（OH）₂中加入盐酸后，要获得MgCl₂•6H₂O晶体，需要进行的实验操作为：蒸发浓缩，冷却结晶．如果要使该晶体变为无水氯化镁，一定要在HCl气氛中脱水，否则会水解；
故答案为：DEC；
（3）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；
总反应为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，阴极：氢离子放电，产生氢气．致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以阴极出口导出的液体是氢氧化钠溶液；阳极：氯离子放电，产生氯气，致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以阳极入口应加入精制饱和食盐水，
故答案为：D；
（4）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；总离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（5）氯化镁易水解，氯化氢可抑制其水解，利用MgCl₂•6H₂O可制得无水氯化镁，应采取的措施是：要在HCl气流中加热脱水，
故答案为：要在HCl气流中脱水．
（6）用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收，发生的反应是亚硫酸钠被溴单质氧化为硫酸钠，反应的化学方程式为：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr，
故答案为：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr．

点评 本题考查了电解池的工作原理知识，粗盐提纯的实验方案设计步骤及注意事项以及化学方程式的书写，化学来源于生产、生活，又服务于生产、生活，学习中注意积累化学知识，才能综合应用，题目难度中等．