Question

12．海洋是一个巨大的化学资源宝库．海水综合利用的部分流程如下：

已知：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性．
（1）电解饱和NaCl溶液的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．粗盐中常含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，可依次加入NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、盐酸试剂来进行提纯．
（2）下列方法可用于海水淡化的是ACD（填字母代号）．
A．蒸馏法　　　　B．萃取法　　　　C．离子交换法　　　　D．电渗析法
（3）工业上用电解法制Mg时，通常在MgCl₂中加入CaCl₂，其原因是：①增加电解质的密度，便于分离出熔融的镁；②使氯化镁熔融温度降低，从而减少冶炼过程中的能量消耗．
（4）利用图所示装置从母液中提取溴，在B瓶中得到较浓的溴水．实验方案为：关闭b、d，打开a、c，由a向A中缓慢通入Cl₂至反应完全，关闭a、c，打开b、d、e，由b向A中鼓入足量热空气，同时由e向B中通入足量SO₂；关闭b、e，打开a，再由a向B中缓慢通入足量Cl₂．（实验中须使用的试剂有：SO₂、Cl₂、热空气）

Answer 1

分析 海水淡化得到淡水，另外蒸发溶剂得到粗盐和母液，粗盐通过精制得到精盐；母液加氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁和酸反应生成氯化镁，制得氯化镁，母液通入氯气氧化溴离子为溴单质，被二氧化硫吸收后发生氧化还原反应生成溴化氢，富集溴元素，通入氯气氧化溴化氢为溴单质得到高浓度的溴．
（1）惰性电极电解NaCl溶液，生成NaOH、氢气、氯气；粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺及SO₄^2-，镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子；
（2）海水淡化海水就是将海水中的可溶性杂质除去的过程，可根据淡化原理进行分析；
（3）用电解法制Mg时，通常在MgCl₂中加入CaCl₂，可使氯化镁熔融温度降低，从而减少能耗；
（4）通入热空气和氯气，发生氧化还原反应生成溴，空气将溴吹出，通入二氧化硫，发生Br₂+SO₂+H₂O═2HBr+H₂SO₄，富集后再通入氯气，生成溴．

解答 解：（1）惰性电极电解NaCl溶液，阳极上是氯离子失电子，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上是氢离子得电子，2H⁺+2e^-=H₂↑，由两极上的电极反应可以得到总反应为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，则试剂可依次加入NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、HCl，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；BaCl₂　Na₂CO₃；
（2）A．蒸馏法，是把水从水的混合物中分离出来，得到纯净的水，故A正确；　　　　
B．萃取法，对于微溶于水的有机物，可用萃取法，水中没有微溶于水的有机物，故B错误；　　
C．通过离子交换树脂可以除去海水中的离子，从而达到淡化海水的目的，故C正确；
D．利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果，故D正确；
故答案为：ACD；
（3）离子浓度越大其熔融盐的导电性越强，在MgCl₂中加入CaCl₂，进行电解，增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性，使氯化镁熔融温度降低，从而减少冶炼过程中的能量消耗，
故答案为：使氯化镁熔融温度降低，从而减少冶炼过程中的能量消耗；
（4）A中海水用硫酸酸化，关闭a、c，打开b、d、e，由b向A中通入热空气和氯气，发生氧化还原反应生成溴，空气将溴吹出，同时由e向B中通入足量SO₂，发生Br₂+SO₂+H₂O═2HBr+H₂SO₄，富集后再关闭b、e，打开a，再由a向B中缓慢通入足量Cl₂，生成溴，
故答案为：关闭a、c，打开b、d、e，由b向A中鼓入足量热空气，同时由e向B中通入足量SO₂；关闭b、e，打开a，再由a向B中缓慢通入足量Cl₂．

点评 本题考查了海水资源综合利用，涉及了离子的除杂、氧化还原反应、元素及其化合物的有关知识进行综合利用，提高了试题的综合性，本题难度中等．