Question

18．我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：

请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出B物质的名称石灰乳；
（2）写出反应①的化学方程式并标出电子转移的方向和数目；
（3）粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂为：
①盐酸  ②氯化钡溶液  ③氢氧化钠溶液  ④碳酸钠溶液
以上试剂添加的顺序可以为AD；
A．②③④①B．③④②①C．④③②①D．③②④①
（4）提取粗盐后剩余的海水（母液）中，可用来提取Mg和Br₂．母液用来提取Mg和Br₂先后顺序，甲乙两位工程师有不同观点：
甲：母液先提取Mg，后提取Br₂     乙：母液先提取Br₂，后提取Mg
请你判断这两个方案是否合适？并简要说明理由甲方案不合适，提取Mg时用的Ca（OH）₂有剩余，所以通入氯气会和它反应，造成浪费；乙方案合适，电解MgCl₂产生的Cl₂可用于下一次Br^-的氧化；
（5）镁的化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：
①将相同质量的镁条分别在a．氧气中；b．氮气中；c．二氧化碳中燃烧，燃烧后所得固体的质量关系为c＞a＞b；
②氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．Mg₂Cu是一种储氢合金．350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为2Mg₂Cu+3H₂=MgCu₂+3MgH₂．

Answer 1

分析 根据流程图知：反应②为精盐溶液的电解，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠，C+F→N，N能溶解沉淀，C既能和F反应又能和E反应，所以，E为NaOH，F为H₂，C为Cl₂，N为HCl，贝壳（主要成分为CaCO₃）经过高温煅烧可以生成疏松的氧化钙（A），氧化钙可与水反应生成氢氧化钙（B），与母液反应生成氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解可生成氯气和镁，由转化关系可知D为Mg，以此解答该题．
（1）根据碳酸钙以及氧化钙的性质来回答；
（2）电解食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时生成氢氧化钠；得电子化合价降低的物质是氧化剂，失电子化合价升高的物质是还原剂；
（3）镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
（4）先提取Mg，后提取Br₂，海水中会残留大量Ca（OH）₂，Ca（OH）₂能和氯气反应生成氯化钙和次氯酸钙和水
（5）①根据题意可设镁的质量为24克，然后利用化学反应方程式分别计算反应后的固体产物的质量，比较大小可以得出答案；
②令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH₂．

解答 解：根据流程图知：反应②为精盐溶液的电解，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠，C+F→N，N能溶解沉淀，C既能和F反应又能和E反应，所以，E为NaOH，F为H₂，C为Cl₂，N为HCl，贝壳（主要成分为CaCO₃）经过高温煅烧可以生成疏松的氧化钙（A），氧化钙可与水反应生成氢氧化钙（B），与母液反应生成氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解可生成氯气和镁，由转化关系可知D为Mg，
（1）根据流程图知：反应2为精盐溶液的电解，反应物是氯化钠和水，产物是氯气、氢气、氢氧化钠，C+F→N，N能溶解沉淀，C既能和F反应又能和E反应，所以，E为NaOH，F为H₂，C为Cl₂，N为HCl，贝壳（主要成分为CaCO₃）经过高温煅烧可以生成疏松的氧化钙，氧化钙可与水反应生成氢氧化钙，所以B为石灰乳，
故答案为：石灰乳；
（2）电解食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时生成氢氧化钠，得电子化合价降低的物质是水，所以水是氧化剂，失电子化合价升高的物质是氯化钠，所以氯化钠是还原剂，电子转移总是为2e-，双线桥标注为：，
故答案为：； 
（3）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，故选AD；
故答案为：AD．
（4）母液用来提取Mg和Br₂，若先提取镁，海水中会残留大量Ca（OH）₂，Ca（OH）₂能和氯气反应生成氯化钙和次氯酸钙和水，再用Cl₂提取溴时会消耗大量Cl₂，所以乙观点合理，甲方案不合适，提取Mg时用的Ca（OH）₂有剩余，所以通入氯气会和它 反应，造成浪费；乙方案合适，电解MgCl₂产生的Cl₂可用于下一次Br^-的氧化，
故答案为：甲方案不合适，提取Mg时用的Ca（OH）₂有剩余，所以通入氯气会和它 反应，造成浪费；乙方案合适，电解MgCl₂产生的Cl₂可用于下一次Br^-的氧化；
（5）①a．设24克镁在氧气中完全燃烧生成物的质量为X，
2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO
48           80
24           X
解得X=40克
b．设24克镁在氮气中完全燃烧生成物的质量为Y，
3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
72            100
24g             Y
Y=33.3克
c．设24克镁在二氧化碳中完全燃烧生成物的质量分别为Z₁和Z₂，则
2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C
48          80   12
24         Z₁   Z₂
解得Z₁=40克，Z₂=6克，即镁在二氧化碳中完全燃烧生成物的质量为46克，
显然c＞a＞b，
故答案为：c＞a＞b；
（4）令金属氢化物为RH_x，金属R的相对分子质量为a，则$\frac{x}{a+x}$=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH₂，故反应方程式为2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂，故答案为：2Mg₂Cu+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu₂+3MgH₂；

点评 本题考查方程式的书写及其利用化学反应方程式进行计算，涉及无机物的推断以及物质的分离、提纯的实验设计，为高频考点，侧重于学生的分析能量和实验能力的考查，主要把握实验的原理和操作方法，难度中等．