Question

10．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．图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图．

（1）粗盐中含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用试剂为：①盐酸；②BaCl₂溶液；③NaOH溶液；④Na₂CO₃溶液．加入试剂顺序是B
A．②③①④B．②③④①C．③②①④D．②④③①
（2）如图电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生反应生成Cl₂气体，检验该气体可采用的方法是湿润的淀粉KI试纸．与电源负极相连的电极附近溶液pH变大（填“变大”、“不变”或“变小”），电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．
（3）从海水（含NaBr）中提取Br₂的第一步反应的化学方程式：Cl₂+2NaBr=Br₂+2NaCl．要使最终生成的Br₂从水溶液中分离，常先加入B，再E（选择下面选项填空），振荡后静置，所得混合液体上层为无层，下层溶液呈橙红色．
A．水B．四氯化碳C．酒精D．过滤E．分液
（4）写出（3）题中选择分离试剂的依据是两种溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；溶质与萃取剂不反应．

Answer 1

分析 （1）先加入过量氯化钡除去硫酸根离子，然后加入NaOH溶液，使镁离子转化为Mg（OH）₂，加入Na₂CO₃溶液，使溶液中钡离子、钙离子转化为CaCO₃，为了除尽杂质，最后加入盐酸除去过量的碳酸钠、氢氧化钠；
（2）电解饱和食盐水溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极上有氢氧根离子生成，根据氢氧根离子浓度的变化判断溶液PH的变化；
（3）从海水中获得溴，第一步通入氯气生成溴，然后用二氧化硫还原，以达到富集的目的，最后再通入氯气生成溴；可用萃取的方法分离溴，用到的萃取剂为四氯化碳；
（4）萃取剂必须具备下列条件：两种溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；溶质与萃取剂不反应．

解答 解：（1）加入过量②氯化钡除去硫酸根离子，然后加入③NaOH溶液，使镁离子转化为Mg（OH）₂，加入④Na₂CO₃溶液，使溶液中钡离子、钙离子转化为BaCO₃、CaCO₃，过滤后，最后加入①盐酸除去过量的碳酸钠、氢氧化钠，所以正确顺序为：②③④①，
故答案为：B；
（2）如图电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极为电解池的阳极，发生氧化反应成氯气，可用湿润的淀粉KI试纸检验，电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：发生的反应为2Cl^--2e→Cl₂，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时阴极附近生成氢氧根离子，溶液呈碱性，pH变大，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：Cl₂；湿润的淀粉KI试纸；变大；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
（3）由于氯气具有氧化性，能氧化溴化钠生成单质溴：Cl₂+2NaBr=Br₂+2NaCl，要使最终生成的Br₂从水溶液中分离，常先加入有机溶剂四氯化碳，使溶液分层，然后通过分液操作，获得溴的四氯化碳溶液，最后分馏获得溴单质，振荡后静置，所得混合液体上层为无色，下层为橙红色，
故答案为：Cl₂+2NaBr=Br₂+2NaCl；B；E；无；橙红；
（4）要使最终生成的Br₂从水溶液中分离，先加入有机溶剂四氯化碳，使溶液分层，然后通过分液操作，获得溴的四氯化碳溶液，最后分馏获得溴单质，萃取剂必须具备下列条件：两种溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；溶质与萃取剂不反应，
故答案为：两种溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；溶质与萃取剂不反应．

点评 本题考查综合考查物质的分离、提纯，为高考常见题型，涉及原电池原理和电解池原理、除杂等知识点，题目难度中等，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，电解质溶液不同则电极反应式也不同，为易错点．