Question

6．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，如图是海水综合利用的一个方面．

请回答下列问题：
（1）①步主要反应的离子方程式：2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂．
（2）分离出氢氧化镁的操作为过滤，第③步需要加入盐酸．
（3）将粗食盐中含有的Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-等杂质除去，加入的试剂有（按加入顺序填入）氯化钡溶液，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液，盐酸（或氢氧化钠溶液，氯化钡溶液，碳酸钠溶液，盐酸）；（或氯化钡溶液，碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液，盐酸）（只要求填一组合理的答案即可）．
（4）⑤产物氢气在阴极生成，若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234g，则在理论上最多可得氯气的体积为44.8升（标准状况）．

Answer 1

分析 海水暴晒然后分离得到粗盐和含有镁离子、溴离子的苦卤，向苦卤溶液中加入熟石灰，发生反应Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，向含有溴离子的溶液中加入氯水，发生反应2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，然后萃取得到Br₂，将Mg（OH）₂溶于稀盐酸得到MgCl₂，电解熔融氯化镁得到Mg，MgCl₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，提纯粗盐得到精盐，电解饱和食盐水得到烧碱、氯气和氢气，反应方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（1）溴离子具有还原性，被氧化剂氧化成溴单质；
（2）固液分离的方法为过滤；将Mg（OH）₂溶于稀盐酸得到MgCl₂；
（3）除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，镁离子用氢氧根离子沉淀，用碳酸根离子去除钙离子，用钡离子除去硫酸根离子，可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，但是加入的碳酸钠要放在加入氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，最后用盐酸；
（4）电解氯化钠发生：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，电解饱和食盐水在阴极得到氢气，阳极得到氯气，依据电解反应的化学方程式分析计算．

解答 解：（1）向含有溴离子的溶液中加入氯水，①发生反应：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，然后萃取得到Br₂，
故答案为：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂；
（2）分离出氢氧化镁属于分离溶液和固体，为过滤，将Mg（OH）₂溶于稀盐酸得到MgCl₂，
故答案为：过滤；盐酸；
（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，氢氧化钠溶液，最后加入盐酸，或加氯化钡溶液，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液，盐酸；（或氢氧化钠溶液，氯化钡溶液，碳酸钠溶液，盐酸），所以正确顺序为氯化钡溶液，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液，盐酸；（或氢氧化钠溶液，氯化钡溶液，碳酸钠溶液，盐酸）；（或氯化钡溶液，碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液，盐酸）；
故答案为：氯化钡溶液，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液，盐酸（或氢氧化钠溶液，氯化钡溶液，碳酸钠溶液，盐酸）；（或氯化钡溶液，碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液，盐酸）；
（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^-，阳极发生的方程式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；总反应为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，电解食盐水时消耗NaCl的质量为234g，反应的氯化钠物质的量为$\frac{234g}{58.5g/mol}$=4mol，
2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
4mol                                          2mol
氯气物质的量为1mol，标准状况下氯气体积为 2mol×22.4L/mol=44.8L，
故答案为：阴； 44.8．

点评 本题考查海水资源综合利用，涉及物质分离和提纯、电解计算等知识点，明确流程图中发生的反应及基本操作是解本题关键，题目难度中等．