Question

海洋是巨大的资源宝库，请结合氯碱工业，镁工业，溴工业流程图，回答有关问题：

（1）操作Ⅰ的名称

 

，操作Ⅱ的名称

 

，操作Ⅲ的名称

 

；
（2）由物质A制备镁的化学方程式为

 

，氯碱工业中生成的物质C的化学式

 

，生成物质D的电极反应式为

 

；
（3）步骤1、步骤2能否互换？

 

，其原因是

 

；
（4）已知常温时Mg（OH）₂的溶度积常数Ksp=1.8×10^-11，为使粗盐水中c（Mg²⁺）降到1.8x10^-5mol?L^-1 ，则需调节溶液的pH最低至

 

；
（5）溴吸收塔中发生反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：氯碱工业产物为氯气、氢气和氢氧化钠，其中B可用于调节pH，应为NaOH，D用于溴工业，应为Cl₂，则C为H₂，粗盐水中含有Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等杂质离子，加入氢氧化钠溶液，经过滤（操作Ⅰ），得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解得到氯化镁（物质A），电解得到镁；
滤液加入过量氯化钡，可除去SO₄^2-，然后加入过量碳酸钠溶液，可除去溶液中的Ba²⁺、Ca²⁺，过滤后得到氯化钠溶液，含有少量氢氧化钠、碳酸钠，加入盐酸，可到氯化钠溶液，经蒸发结晶，可得到精盐；
在溴工业中，在浓缩的海水中酸化后通入氯气，可得到溴，用二氧化硫浓缩，进一步通入氯气生成溴，经蒸馏，可得到液溴，以此解答该题．

解答： 解：氯碱工业产物为氯气、氢气和氢氧化钠，其中B可用于调节pH，应为NaOH，D用于溴工业，应为Cl₂，则C为H₂，粗盐水中含有Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等杂质离子，加入氢氧化钠溶液，经过滤（操作Ⅰ），得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解得到氯化镁（物质A），电解得到镁；
滤液加入过量氯化钡，可除去SO₄^2-，然后加入过量碳酸钠溶液，可除去溶液中的Ba²⁺、Ca²⁺，过滤后得到氯化钠溶液，含有少量氢氧化钠、碳酸钠，加入盐酸，可到氯化钠溶液，经蒸发结晶，可得到精盐；
在溴工业中，在浓缩的海水中酸化后通入氯气，可得到溴，用二氧化硫浓缩，进一步通入氯气生成溴，经蒸馏，可得到液溴，
（1）由以上分析可知操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发，操作Ⅲ为蒸馏，故答案为：过滤；蒸发；蒸馏；
（2）工业用电解氯化镁的方法冶炼镁，方程式为MgCl₂

电解  .

Mg+Cl₂↑，氯碱工业产物为氯气、氢气和氢氧化钠，C为H₂，D为Cl₂，在电解池的阳极生成，电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案为：MgCl₂

电解  .

Mg+Cl₂↑；H₂；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分别与BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，再通过过滤除去，最后加入稀盐酸中和得到NaCl溶液，所以应该先除去镁离子或硫酸根离子，最后加入Na₂CO₃溶液，以除去过量的Ba²⁺，则步骤1、步骤2不能互换，否则不能除去Ba²⁺，
故答案为：不能；不能除去Ba²⁺引入新杂质；
（4）已知常温时Mg（OH）₂的溶度积常数Ksp=1.8×10^-11，为使粗盐水中c（Mg²⁺）降到1.8×10^-5mol?L^-1 ，则c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-5

mol/L=10^-3mol?L^-1，则pH=11，
故答案为：11；
（5）溴吸收塔中发生的反应为溴与二氧化硫的反应，反应的离子方程式为Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案为：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．

点评：本题考查物质的分离、提纯，为高考常见题型和高频考点，侧重于氯碱工业及电化学反应原理的考查，注重分析能力、推断能力及计算能力的综合训练，注意根据工艺流程图从整体上分析镁、粗盐的制取方法及基本操作，知道每一步可能发生的反应及基本操作方法，难点是除杂试剂的选择及加入试剂的先后顺序，题目难度较大．