Question

9．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产品，如图为海水利用的过程之一，请回答下列问题：

（1）下列有关说法正确的是c（填字母序号）
a．在③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化
b．用澄清的石灰水鉴别NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液
c．可以用海滩上的备考制取Ca（OH）₂，使母液中的Mg²⁺沉淀下来
d．步骤①除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，先后加入试剂NaOH、Na₂CO₃、BaCl₂，充分反应后，过滤、在滤液中加入适量稀盐酸．
（2）工业上以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，反应的化学方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，分离出NaHCO₃经洗涤灼烧产生纯碱．
某活动小组根据上述原理，制备碳酸氢钠．实验装置如图所示（夹持、固定用的仪器未画出）．

乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙装置中采用冷却水的目的是降低碳酸氢钠的溶解度，便于碳酸氢钠析出，实验中分离出NaHCO₃晶体的操作是过滤（填分离操作名称），该操作所需的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯．经洗涤后晶体在坩埚中灼烧获得纯碱．
（3）工业上从含溴化钠母液中可以制得单质溴．写出溴化钠溶液中通入氯气反应的离子方程式2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，工业生产设计④⑤的目的是使溴富集，请写出溴水与SO₂反应的离子方程式SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，该反应中每1molSO₂参加反应，转移电子2N_A个．

Answer 1

分析 （1）a．根据物质的性质结合元素化合价的变化判断；
b．NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液都可与石灰水反应生成碳酸钙沉淀；
c．氢氧化镁溶解度比氢氧化钙小，易生成沉淀；
d．除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子，盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，加氢氧化钠和氯化钡无先后顺序要求；
（2）甲用于制备二氧化碳，用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，然后在丙中生成碳酸氢钠，丁为尾气吸收装置，用于吸收氨气；丙装置中采用冷却水的目的是降低碳酸氢钠的溶解度，便于碳酸氢钠析出，分离固体和液体，可用过滤的方法；过滤用到的仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯等；在坩埚中灼烧碳酸氢钠生成碳酸钠；
（3）氯气通入溴化钠溶液是置换反应．SO₂与溴水反应生成硫酸和溴化氢，反应中溴元素化合价由0价降低到-1价，被还原，溴单质为氧化剂，S元素化合价由+4价升高到+6价，被氧化，SO₂为还原剂，根据得失电子守恒计算．

解答 解：（1）a．④中溴得电子化合价降低，所以溴元素被还原，故a错误；
b．NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液都可与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，不能鉴别，故b错误；
c．氢氧化镁溶解度比氢氧化钙小，可用Ca（OH）₂使母液中的Mg²⁺沉淀下来，故c正确；
d．除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-及泥沙，可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子，盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，故d错误；
故答案为：c；
（2）装置乙用于除去二氧化碳气体中的氯化氢，应用饱和碳酸氢钠溶液除杂，丙装置中往饱和食盐水中通入NH₃和CO₂时发生反应：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，采用冷却水的目的是通过降温，降低碳酸氢钠的溶解度，便于碳酸氢钠析出，碳酸氢钠为晶体，固液分离用过滤的方法，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯，在坩埚中灼烧碳酸氢钠生成碳酸钠和水，制得碳酸钠，
故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；降低碳酸氢钠的溶解度，便于碳酸氢钠析出；过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；坩埚；
（3）氯气通入溴化钠溶液是置换反应，2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，二氧化硫具有还原性通入溴水被氧化剂溴单质氧化为硫酸，反应的化学方程式SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
反应中S元素化合价由+4价升高到+6价，若有1mol SO₂参加反应，则转移电子2mol，即2N_A个，
故答案为：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-；SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；2N_A．

点评 本题综合考查海水资源的利用，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验的原理和方法，结合反应的相关方程式计算，难度中等．