Question

1．海洋约占地球表面积的71%，海水化学资源的利用具有非常广阔的前景．
（1）镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如图1：

①为了使MgSO₄转化为Mg（OH）₂，试剂①可以选用氢氧化钠（NaOH），要使MgSO₄完全转化为沉淀，加入试剂①的量应过量；
②试剂②可以选用盐酸；
③试从节约能源、提高金属镁的纯度分析，以下适宜的冶镁方法是C．
A．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{2800℃}^{电解}$Mg      B．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{还原}^{C}$Mg
C．Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂$→_{714℃}^{电解}$Mg    D．Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂$→_{还原}^{活泼金属}$Mg
（2）溴及其化合物用途十分广泛，我国正在大力开展海水提溴的研究和开发工作．工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图2：

某课外小组在实验室模拟上述过程设计如图3装置进行实验（所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去）：

①A装置中通入a气体的目的是（用离子方程式表示）Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通热空气．通入热空气的目的是吹出Br₂；
③反应过程中，B装置中有SO₄^2-生成．检验SO₄^2-的方法是取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO₄^2-；
④C装置的作用是吸收未反应的Cl₂、Br₂和SO₂．

Answer 1

分析 （1）根据题中工业流程图可知，海水中加入碱，使镁离子沉淀，得到氢氧化镁，氢氧化镁溶于盐酸得氯化镁溶液，氯化镁溶液在酸性条件下蒸发得无水氯化镁，电解熔融的氯化镁可得镁．
①利用复分解反应的条件及MgSO₄转化为Mg（OH）₂时阴离子的变化来选择试剂；
②根据框图可知氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁、水来分析；
③MgO的熔点高，制备镁一般利用电解熔融的MgCl₂；
（2）①利用氧化还原反应原理制取溴单质；
②溴易挥发；
③硫酸根离子和盐酸酸化的氯化钡溶液反应生成难溶性的白色沉淀；
④溴、氯气和二氧化硫都有毒，不能直接排空．

解答 解：（1）①使MgSO₄转化为Mg（OH）₂，应选择碱，在转化中不引入新的离子，则试剂①选择NaOH，反应的离子方程式为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，为了使镁离子完全转化，加入试剂①的量应过量，
故答案为：氢氧化钠（NaOH）；过量；
②根据框图可知氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁、水，所以试剂②的名称是盐酸，
故答案为：盐酸；         
③MgO的熔点高，不能利用电解或还原法来制备镁，则ABD错误；适宜的冶镁方法是C，
故答案为：C；
（2）①要想使溴离子变成溴单质，则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子反应方程式为：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，
故答案为：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
②溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br₂，
故答案为：吹出Br₂；
③溴有强氧化性，能和二氧化硫发生氧化还原反应而生成溴离子和硫酸根离子，硫酸根离子和盐酸酸化的氯化钡溶液反应生成难溶性的白色硫酸钡沉淀，所以硫酸根离子的检验方法为：取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO₄^2-，
故答案为：取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO₄^2-；
④氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以C装置是尾气处理装置，所以C的作用是：吸收未反应的Cl₂、Br₂和SO₂，
故答案为：吸收未反应的Cl₂、Br₂和SO₂．

点评 本题考查镁的制备，明确海水中镁的制备的流程及试剂的选择来分析解答，注意MgO的熔点高是学生解答中易忽略的地方，制备镁利用电解法，题目难度中等．