Question

3．海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料．下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图．

试回答下列问题：
（1）写出对精制饱和食盐水进行电解的化学方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．
（2）母液中含有K⁺、Na⁺、Mg²⁺等阳离子，从以上流程可以看出，对母液进行一系列的加工可制得金属镁．
①从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是使镁离子生成氢氧化镁沉淀；
若加入石灰乳后所制取的产品中还混杂着熟石灰，那么将熟石灰从该产品中除去的方法是加入MgCl₂溶液后搅拌过滤．
②电解无水氯化镁的化学方程式是MgCl_{2 （熔融）}$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
③电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是A（填字母序号）．
A．H₂       B．CO₂C．O₂      D．水蒸气
（3）在该化工厂中，海水提取氯化钠后的母液经过提取氯化镁后又形成了新的母液，向新的母液中加入一种常见的气态氧化剂，又提取了重要的化工原料溴单质．
①生成溴单质的化学反应的离子方程式是2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-；生产中将溴单质从化合物中分离出来的方法是空气吹出法，这种方法的成功应用是基于溴单质具有挥发性．
②以下是对生产溴单质所用的气态氧化剂寻找供货源的设想，其中合理的是CD（填字母序号）．      
A．从外地购买                  B．在当地新建生产厂
C．从本厂生产烧碱处循环        D．从本厂生产镁单质处循环．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠；
（2）①根据贝壳的主要成分为碳酸钙，碳酸钙加热分解得到氧化钙，氧化钙与水反应生成石灰乳，加入石灰乳沉淀镁离子，过量的氢氧化钙可以加入氯化镁溶液沉淀后过滤除去；
②电解熔融状态的氯化镁可以得到镁和氯气；③根据不能和金属镁发生反应的气体来回答；
（3）①根据氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴书写，氯气为氧化剂；工业生产中将溴单质从混合物中分离出来应采用萃取的方法；
②生产烧碱时有氯气生成，生产镁时也有氯气生成，溴是易挥发的液体．

解答 解：（1）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠，所以反应方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
（2）①贝壳的主要成分为碳酸钙，碳酸钙加热分解得到氧化钙，氧化钙与水反应生成石灰乳，加入石灰乳沉淀镁离子，过量的氢氧化钙可以加入氯化镁溶液沉淀后过滤除去；
故答案为：使镁离子生成氢氧化镁沉淀；加入MgCl₂溶液后搅拌过滤；
②无水氯化镁在熔融状态下，通过电解得到金属镁，化学方程式为：MgCl_{2 （熔融）}$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案为：MgCl_{2 （熔融）}$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
③能和金属镁发生反应的气体：水蒸气反应生成氢氧化镁和氢气、氧气生成氧化镁、二氧化碳生成碳和氧化镁、水生成氢氧化镁和氢气，所以可以用氢气、惰性气体Ar做镁蒸气的冷却剂，
故答案为：A．
（3）①因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，氯元素化合价降低，氯气为氧化剂，萃取能富集溴，工业生产中将溴单质从混合物中分离出来应采用萃取的方法，热空气吹出法得到溴单质，将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性，
故答案为：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，空气吹出法，挥发；
②提取Br₂，用的气态氧化剂为氯气，本厂生产烧碱为电解氯化钠溶液，产物中有氯气，本厂生产镁单质，是电解无水氯化镁，电解氯化镁的产物为镁和氯气，溴单质具有挥发性，将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性，故答案为：CD．’

点评 本题主要考查了海水制金属镁的过程以及原理，掌握实验的原理和操作方法结合流程图信息是解答本题的关键，题目难度中等．