题目内容

5.海水资源的利用具有广阔前景.海水中主要离子的含量如下:
成分含量/(mg L-1成分含量/(mg L-1
Cl-18980Ca2+400
Na+10560HCO3-142
SO42-2560Br-64
Mg2+1272
利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:

(1)提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是对溴元素进行富集,吸收塔中发生反应的化学方程式是SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
(2)Mg(OH)2中加盐酸的反应的离子方程式是Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O.
(3)写出无水MgCl2得到Mg的化学方程式MgCl2(熔融)$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑.
(4)依据上述流程,若将10m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为179.2L(忽略Cl2溶解).

分析 海水中加入氢氧化钙沉淀镁离子后过滤,在滤液中通入CL2是将滤液中的Br-氧化为Br2,再利用热的空气将Br2吹出,进入吸收塔与SO2反应,其反应的离子方程式为:SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;再通入CL2将Br-氧化为Br2,两次Br-→Br2转化的目的是对溴元素进行富集,氢氧化镁加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,氯化镁溶液中得到氯化镁晶体的 操作是加热蒸发冷却结晶得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁;
(1)提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是更多的得到溴单质;吸收塔内通入的是二氧化硫气体是和溴单质反应生成溴离子,在蒸馏塔中被氯气氧化得到更多的溴单质;通空气的目的是溴单质被空气带出;
(2)氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁溶液;
(3)氯化镁溶液中得到氯化镁晶体,电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气;
(4)依据离子方程式计算得到需要的氯气体积.

解答 解:(1)依据利用海水可以提取溴和镁,流程中提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是更多的得到溴单质,提取过程对溴元素进行富集;吸收塔内通入的是二氧化硫气体是和溴单质反应生成溴离子,在蒸馏塔中被氯气氧化得到更多的溴单质,吸收塔中反应的离子方程式为;SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
故答案为:对溴元素进行富集;SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
(2)氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁溶液,反应的离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,
故答案为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
(3)从MgCl2溶液中得到MgCl2固体,电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融)$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2(熔融)$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑;
(4)若将10m3海水中的溴元素转化为工业溴,依据图表中溴元素含量为64mg/L,10m3海水中含溴元素=10×1000L×64g/L×10-3=640g;物质的量=$\frac{640g}{80g/mol}$=8mol,依据反应计算得到:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,消耗氯气物质的量为:4mol;提取过程中需要两次通入氯气实现溴离子被氧化,所以至少需要标准状况下Cl2的物质的量为8 mol标准状况下体积为 8mol×22.4L/mol=179.2L,
故答案为:179.2.

点评 本题考查了海水淡化的电渗析原理的分析判断,海水中溴的提取过程,溶液中得到固体的条件应用,反应过程中的氧化剂计算,注意氯气两次氧化消耗,题目难度中等.

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