题目内容
2.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐、镁和溴的过程如下:(1)请列举两种海水淡化的方法:蒸馏法;、电渗析法或离子交换法.
(2)工业上电解精制后的食盐水可以制得烧碱、氢气和氯气,写出反应的化学方程式:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑.
(3)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO${\;}_{4}^{2-}$等杂质离子,为获得不含杂质的NaCl固体,在进行除杂操作时,除杂剂加入的先后顺序依次为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸.
(4)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是富集溴元素.
(5)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-;,由此反应可知,除环境保护外,在实际工业生产中还应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀.
(6)为什么在工业中用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO的方法冶炼镁因为MgO的熔点高、需消耗大量能源.
分析 海水淡化得到氯化钠,电解饱和食盐水得到氯气,通入母液中氧化溴离子为溴单质,得到低浓度Br2的溶液,用二氧化硫水溶液吸收后富集,得到高浓度Br2的溶液,通入氯气氧化得到溴单质,蒸馏得到工业溴,海水中加入氧化钙反应生成氢氧化钙,氢氧化钙沉淀镁离子为氢氧化镁沉淀,过滤得到沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到固体氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁,
(1)目前淡化海水的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,其中最常用的是蒸馏法;
(2)电解饱和食盐水可以制得烧碱、氢气和氯气;
(3)碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来;除镁离子用氢氧化钠,除钙离子用碳酸钠,除硫酸根离子用氯化钡,所加试剂要过量,为了将多余的杂质除掉,碳酸钠必须放在氯化钡的后面;
(4)海水淡化得到的母液和电解氯化钠溶液生成的氯气反应,得到的溴单质浓度低,溴单质在水中有一定的溶解性且和水反应,提取时消耗过的能源和原料,降低了经济效益;
(5)根据反应Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-有强酸HBr和H2SO4生成,易腐蚀设备;
(6)MgO的熔点为2852℃、熔点高,电解时耗能高;
解答 解:(1)淡化海水的方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,
故答案为:蒸馏法、电渗析法或离子交换法等;
(2)电解饱和食盐水可以制得烧碱、氢气和氯气,反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,应注意碳酸钠在钡试剂之后,是为除去过量的钡离子,而Mg2+、SO42-除杂不分先后,碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来;除镁离子用氢氧化钠,除钙离子用碳酸钠,除硫酸根离子用氯化钡,所加试剂要过量,为了将多余的杂质除掉,碳酸钠必须放在氯化钡的后面,最后过滤沉淀后的滤液中加入盐酸除去过量碳酸钠,则试剂加入顺序为NaOH溶液;BaCl2溶液;Na2CO3溶液;盐酸 (或 BaCl2溶液;NaOH溶液;Na2CO3溶液;盐酸 或 BaCl2溶液;Na2CO3溶液;NaOH溶液;盐酸),
故答案为:NaOH溶液;BaCl2溶液;Na2CO3溶液;盐酸 (或 BaCl2溶液;NaOH溶液;Na2CO3溶液;盐酸 或 BaCl2溶液;Na2CO3溶液;NaOH溶液;盐酸);
(4)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质,用于富集溴元素,
故答案为:富集溴元素;
(5)二氧化硫吸收溴单质发生反应:Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-,工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸,易腐蚀设备,
故答案为:Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-;强酸对设备的严重腐蚀;
(6)MgO的熔点为2852℃、熔点高,电解时耗能高,所以工业上电解熔融MgCl2冶炼金属镁,
故答案为:因为MgO的熔点高、需消耗大量能源.
点评 本题考查了海水资源的综合利用,涉及到海水提溴工艺,烧碱工业流程,注意物质制备过程的分析,难度中等.
A. | 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸可以加快产生氢气的速率 | |
B. | 10 mL 2 mol•L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变 | |
C. | SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢 | |
D. | 催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子百分数大大增加 |
A. | ①②③ | B. | ①②④ | C. | ①③④ | D. | ②③④ |
A. | OE段表示的平均速率最快 | |
B. | EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.6mol/(L•min) | |
C. | OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2:6:7 | |
D. | G点表示收集的CO2的量最多 |
A. | 将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于其中探究Mg的活泼性 | |
B. | 将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成 | |
C. | 将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀 | |
D. | 将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中,加热可得MgO固体 |
A. | 化合反应 | B. | 分解反应 | C. | 置换反应 | D. | 复分解反应 |