题目内容
14.海水是巨大的资源宝库,如图是以海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图.回答下列问题:
(1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质.除杂操作时往粗盐水中先加入过量的BaCl2(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去.经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s).
[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]
(2)操作B需加入下列试剂中的一种,最合适的是c(选填编号).
a.氢氧化钠溶液 b.氨水 c.石灰乳 d.碳酸钠溶液
(3)向苦卤中通入Cl2,发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-.上图中虚线框内流程的主要作用是富集Br2,上图流程中与之目的相同的还有两处分别是海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液.
分析 海水晒盐过滤得到苦卤和粗盐,粗盐精制得到饱和食盐水,电解得到氢氧化钠和次氯酸钠,苦卤中加入石灰乳沉淀镁离子形成氢氧化镁沉淀,过滤得到氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩,冷却结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热得到氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁;苦卤中通入氯气氧化溴离子为单质溴,用二氧化硫水溶液吸收溴单质,得到HBr,再通入氯气氧化溴化氢得到溴单质,富集溴元素,用水蒸气吹出蒸馏得到液溴,
(1)在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的,使离子除尽;过量的离子在下一步中必须出去,故先加入BaCl2,除去硫酸根,过量的钡离子,加入Na2CO3除去.根据提供的Ksp数据,在后面加入碳酸钠时,发生BaSO4(s)+CO32- (aq)=BaCO3(s)+SO42- (aq);
(2)根据工业制镁的原理从原料的成本以及性质来分析;
(3)氯气氧化溴离子得到单质溴;操作C是用二氧化硫吸收溴,生成溴化氢和硫酸;根据起初有溴最终也有溴,考虑物质的富集;根据流程图可知氯化钠、氯化镁的富集.
解答 解:(1)加入过量的Na2CO3和NaOH,可分别除去Ca2+、Mg2+,在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的,使离子除尽;过量的离子在下一步中必须出去,故先加入BaCl2,除去硫酸根,过量的钡离子,加入Na2CO3除去.BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,发生BaSO4(s)+CO32- (aq)=BaCO3(s)+SO42- (aq),BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s),
故答案为:BaCl2;BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s);
(2)工业制镁:把海边的贝壳制成生石灰:CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑,在海水中加入生石灰:CaO+H2O═Ca(OH)2,在引入的海水中加入石灰乳,发生反应:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2,这样原料的成本低,且能将镁离子全部沉淀下来,所以最合适的是石灰乳,
故选:c;
(3)氯气氧化溴离子得到单质溴,离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,起初有溴最终也有溴,图中虚线框内流程的主要作用为溴的富集;根据流程图可判断海水蒸发结晶得到粗盐;苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液等均是氯化钠,氯化镁的富集,
故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;富集Br2;海水蒸发结晶得到粗盐;苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液.
点评 本题考查了海水资源的利用,序言提纯,溴、镁的制备过程分析,该题侧重对学生基础知识的巩固与训练,同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,属于中等难度的试题,试题综合性强.
A. | 0.2 | B. | 0.25mol | C. | 1.0mol | D. | 0.5mol |
A. | 开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖 | |
B. | 直径接近于2.5×10-6m的颗粒物(PM2.5)分散在空气中形成的混合物具有丁达尔效应 | |
C. | 燃煤进行脱硫、脱硝处理,减少硫氧化物和氮氧化物的排放 | |
D. | 通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油可推广“绿色自由”计划 |
A. | 0.1mol Fe在0.1mol Cl2中充分燃烧,转移的电子数为0.2NA | |
B. | 1.2gNaHSO4固体中含有的阳离子数目为0.02NA | |
C. | Na2O2与足量CO2反应生成2.24L O2,转移电子数为0.2NA | |
D. | 4.6 g NO2和N2O4混合物中含有的原子总数为0.3NA |
检测次数 | 溶液中检测结果 |
第一次 | KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl |
第二次 | KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3 |
第三次 | Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl |
(2)在检测时,为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子,需要向溶液中依次滴加HNO3溶液,Ba(NO3)2溶液,AgNO3溶液.(填化学式)