Question

11．海水是巨大的资源宝库，海水的综合利用具有重要意义（如下图）

（1）氯碱工业主要以食盐为原料，为了除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列操作：①加过量的NaOH溶液；②加过量的BaCl₂溶液③加过量的Na₂CO₃溶液；④过滤；⑤加适量的盐酸，第③步操作的目的是除去Ca²⁺、过量的Ba²⁺杂质
（2）在实验室可以用萃取的方法提取溴，在萃取操作过程中，下列说法不正确的是A．
A．萃取剂可选用苯、CCl₄、裂化汽油等有机溶剂．
B．萃取分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
C．在萃取过程中，需要振荡分液漏斗，并打开分液漏斗上口的玻璃塞放气．
（3）通入热空气吹出溴，并用SO₂的水溶液吸收的目的是富集溴．
（4）步骤Ⅰ中用硫酸酸化可提高Cl₂利用率的原因是酸化可抑制Cl₂、Br₂与水反应．
（5）步骤Ⅲ中有关反应的离子方程式Mg²⁺（aq）+Ca（OH）₂（s）=Ca²⁺（aq）+Mg（OH）₂（s），解释该反应能够发生的原因因为在相同的温度下，Mg（OH）₂的溶解度比Ca（OH）₂更小．
（6）海水提溴蒸馏过程中，温度应控制在80-90℃，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因温度过高，大量水蒸气随水排出，溴蒸气中水增加，而温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低．
（7）工业上不用电解熔融MgO制金属镁，理由是MgO熔点很高，熔融时耗能高，增加生产成本．

Answer 1

分析 海水晒盐后得到粗盐，淡水，粗盐提纯除去所含杂质Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，得到精盐，电解制备氯气；
母液中主要是溴离子和镁离子，通入氯气氧化溴离子为溴单质，吹出后和二氧化硫气体通入水中得到卤水溶液和溴化氢溶液，富集溴，适量氯气氧化溴化氢为溴单质；含氯化镁的溶液中加入贝壳高温分解生成的氧化钙溶于水生成的氢氧化钙石灰乳，沉淀镁离子，过滤后在沉淀中加入盐酸溶解，通过浓缩蒸发，冷却结晶过滤洗涤得到氯化镁晶体，失水得到氯化镁固体，电解得到镁，
（1）加入过量的碳酸钠可除去Ca²⁺以及过量的Ba²⁺杂质；
（2）A．裂化汽油含有不饱和键；
B．萃取分液时防止液体重新混而污染；
C．在萃取过程中，需要防止分液漏斗内的压强过大；
（3）步骤I已经获得Br₂浓度较低，应进行富集，；
（4）氯气、溴与水反应生成盐酸或HBr，为可逆反应，应抑制与水的反应；
（5）氢氧化镁的溶解度比氢氧化钙小，在溶液中加入氢氧化钙，可生成氢氧化镁沉淀；
（6）在溴水中，溴的沸点是58.5°C，水的是100°C，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低；
（7）MgO熔点很高，电解熔融氧化镁需要消耗较高的能量，从而增加成本，工业上用电解熔融氯化镁冶炼Mg．

解答 解：海水晒盐后得到粗盐，淡水，粗盐提纯除去所含杂质Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，得到精盐，电解制备氯气；
母液中主要是溴离子和镁离子，通入氯气氧化溴离子为溴单质，吹出后和二氧化硫气体通入水中得到卤水溶液和溴化氢溶液，富集溴，适量氯气氧化溴化氢为溴单质；含氯化镁的溶液中加入贝壳高温分解生成的氧化钙溶于水生成的氢氧化钙石灰乳，沉淀镁离子，过滤后在沉淀中加入盐酸溶解，通过浓缩蒸发，冷却结晶过滤洗涤得到氯化镁晶体，失水得到氯化镁固体，电解得到镁，
（1）Ca²⁺用碳酸钠转化为沉淀、Mg²⁺用NaOH转化为沉淀、SO₄^2-用氯化钡溶液转化为沉淀，先除去Mg²⁺或SO₄^2-，然后再加入过量的碳酸钠除去Ca²⁺以及过量的Ba²⁺杂质，过滤后再加盐酸除去过量的NaOH和碳酸钠，
故答案为：除去Ca²⁺、过量的Ba²⁺杂质；
（2）A．裂化汽油含有不饱和键，可与溴发生加成反应，不能用于萃取剂，故A错误；
B．萃取分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，防止液体重新混而污染，故B正确；
C．在萃取过程中，需要振荡分液漏斗，以充分混合而萃取，并打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，防止分液漏斗内的压强过大，故C正确；
故答案为：A；
（3）步骤I已经获得Br₂浓度较低，应进行富集，与二氧化硫反应后得到浓度角度的溴化氢溶液，然后通入氯气可得到纯溴，起到浓缩、提纯溴元素的作用，
故答案为：富集溴；
（4）氯气、溴与水反应生成盐酸或HBr，为可逆反应，加入硫酸酸化，可抑制Cl₂、Br₂与水反应，故答案为：酸化可抑制Cl₂、Br₂与水反应；
（5）氢氧化镁的溶解度比氢氧化钙小，在溶液中加入氢氧化钙，可生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg²⁺（aq）+Ca（OH） ₂（s）=Ca ²⁺（aq）+Mg （OH） ₂（s），
故答案为：Mg²⁺（aq）+Ca（OH） ₂（s）=Ca ²⁺（aq）+Mg （OH） ₂（s）；因为在相同的温度下，Mg （OH）₂的溶解度比Ca（OH）₂更小；
（6）在溴水中，溴的沸点是58.5°C，水的是100°C，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低，
故答案为：温度过高，大量水蒸气随水排出，溴蒸气中水增加，而温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低；
（7）MgO熔点很高，电解熔融氧化镁需要消耗较高的能量，从而增加成本，工业上用电解熔融氯化镁冶炼Mg，
故答案为：MgO熔点很高，熔融时耗能高，增加生产成本．

点评 本题以海水资源及其利用为载体综合考查物质的分离、制备，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目涉及金属的冶炼、物质的分离和提纯、氧化还原反应等知识点，能从总体上分析工艺流程图，知道每一步发生的反应或操作方法，熟悉常见物质的分离方法，题目难度中等．