Question

11．海洋资源的利用具有广阔前景．
（1）如图是从海水中提取镁的简单流程．

①工业上常用于沉淀Mg²⁺的试剂A是石灰乳或氧化钙；
②由无水MgCl₂制取Mg的化学方程式是MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg．
（2）海带灰中富含以I^-形式存在的碘元素．实验室提取I₂的途径如下所示：
干海带$\stackrel{灼烧}{→}$海带灰$→_{过滤}^{水}$滤液$→_{过氧化氢溶液}^{酸化}$$\stackrel{CCl_{4}}{→}$$\stackrel{多步操作}{→}$I₂
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是坩埚．
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液，写出该反应的离子方程式2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O．
③反应结束后，加入CCl₄作萃取剂，采用萃取-分液的方法从碘水中提取碘，主要操作步骤如图：

甲、乙、丙3步实验操作中，不正确的是丙（填“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）海水中Br^-含量为65mg•L^-1，从海水中提取溴的工业流程如下：

①以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是：富集溴元素．
②步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br₂，利用了溴的C（填序号）．
A．挥发性       B．还原性       C．氧化性     D．腐蚀性
③以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：
3CO₃^2-+3Br₂═3CO₂↑+5Br^-+1BrO₃^-
④上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏．写出溴蒸气与二氧化硫水溶液反应的离子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
⑤以上流程III中涉及反应的离子方程式为BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）海水则加入氢氧化钙沉淀镁离子，过滤得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，蒸发浓缩冷却结晶得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中失去结晶水得到固体氯化镁，
①工业上常用石灰乳或氧化钙和镁离子反应生成Mg（OH）₂；氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水；
②熔融状态下电解氯化镁冶炼镁；
（2）干海带灼烧后溶于水，充分溶解后过滤，在滤液中加入酸化过氧化氢氧化碘离子生成碘单质，加入四氯化碳萃取分液，最后蒸馏得到碘单质，
①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚；
②氢离子和过氧化氢将碘离子氧化为单质碘；
③分离时先分离下层液体；
（3）根据流程分析可知：海水通过晒盐得到氯化钠和卤水，卤水加入氧化剂氯气氧化溴离子为单质溴，得到低浓度Br₂的溶液，通入热空气或水蒸气吹出Br₂，用纯碱溶液吸收得到含Br^-和BrO₃^-的混合溶液，再利用酸溶液中溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质，蒸馏利用的是溴单质的易挥发性，
①步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低，步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是富集溴元素；
②溴单质具有易挥发性；
③根据反应物、生成物，结合转移电子守恒、原子守恒配平方程式；
④溴具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，二者在水溶液中混合易发生氧化还原生成氢溴酸和硫酸；
⑤以上流程III中涉及反应是酸性溶液中溴离子和溴酸根离子发生氧化还原反应生成溴单质．

解答 解：（1）①工业上常用石灰乳或氧化钙沉淀Mg²⁺，CaO和H2O反应生成Ca（OH）₂，Ca（OH）₂和镁离子反应生成Mg（OH）₂；氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的化学方程式为：Mg（OH）₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O，
故答案为：石灰乳或氧化钙；
②熔融状态下电解氯化镁冶炼镁，电解反应方程式为MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg，
故答案为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+Mg；
（2）①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩埚，
故答案为：坩埚；
②加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂，将碘离子转化为单质碘，离子方程式为2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O，
故答案为：2H⁺+2I^-+H₂O₂═I₂+2H₂O；
③振荡、静置分层操持合理，而分离时先分离下层液体后倒出上层液体，则丙图不合理，
故答案为：丙；
（3）①步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低，如果直接蒸馏，生产成本较高，不利于工业生产，步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，
故答案为：富集溴元素；
②溴易挥发，步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br₂，就是利用溴的挥发性，故选C，
故答案为：C；
③该反应中Br元素化合价由0价变为-1价、+5价，其最小公倍数是5，再结合原子守恒或电荷守恒得方程式为3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑，
故答案为：3；3；3；5；1；
④上述流程中吹出的溴蒸气，也可以用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏．溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和溴化氢，反应的化学方程式为：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，离子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
⑤以上流程III中涉及反应是酸性溶液中溴离子和溴酸根离子发生氧化还原反应生成溴单质，反应的离子方程式为：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案为：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；

点评 本题考查了海水资源的综合利用，涉及萃取剂的选取、氧化还原反应、方程式的配平等知识点，从整体上分析流程，知道每一步可能发生的反应及基本操作，再结合基本概念、基本理论是解答关键，题目难度中等．