Question

8．海水是取之不尽的化工原料的资源库，从海水中可提取各种化工原料．如图所示是工业上从海水中提取重要金属镁的过程：

（1）精盐中含有泥沙、硫酸镁、氯化钙等杂质．将粗盐溶于水，然后进行如下操作即可得到较纯的氯化钠：①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量的盐酸；④加过量的Na₂CO₃溶液；⑤加过量的BaCl₂溶液．正确的操作顺序是②⑤④①③．
（2）由MgCl₂•6H₂O晶体脱水制无水MgCl₂时，MgCl₂•6H₂O晶体在HCl气氛中加热脱水，该气体的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行．
（3）电解无水MgCl₂所得的镁蒸气可以在下列A（选填代号）气体中冷却．
A．H₂  B．N₂  C．CO₂  D．O₂
（4）向饱和氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体和另一种化肥，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱．写出上述反应的化学方程式：
①NaCl+NH₃+H₂O+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl
②2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（5）在上述工业生产过程中可以体现下列优点的有ABC．
A．生产过程中的部分产物可作为制备另一种产品的原料
B．整个过程体现了原料的综合利用
C．体现了就地取材、降低成本的设计思想．

Answer 1

分析 （1）镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
（2）直接加热MgCl₂•3H₂O晶体得不到无水MgCl₂的原因是，加热生成的水中氯化镁水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，应在HCl气流中加热，抑制镁离子水解；
（3）根据能和金属镁发生反应的气体不能用来做冷却气体进行判断；
（4）①反应物是氯化钠溶液、氨气、二氧化碳，生成物中析出碳酸氢钠晶体；
②加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；
（5）上述过程中电解饱和食盐水得到的氯气和氢气可以制备溶解氢氧化镁溶解所需要的盐酸，电解氯化镁生成的氯气循环使用，就地取材贝壳类煅烧得到生石灰，用来沉淀镁离子；

解答 解：（1）镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以正确的顺序为：⑤加过量的BaCl₂溶液，④加过量的Na₂CO₃溶液，②加过量的NaOH溶液，①过滤，③加适量的盐酸；或者，②加过量的NaOH溶液，⑤加过量的BaCl₂溶液，④加过量的Na₂CO₃溶液，①过滤，③加适量的盐酸．
故答案为：④①③；  
（2）直接加热MgCl₂•3H₂O晶体得不到无水MgCl₂的原因是，加热生成的水中氯化镁水解生成氢氧化镁，得不到氯化镁，MgCl₂•6H₂O晶体在HCL气流中加热脱水，在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl₂水解，且带走MgCl₂，6H₂O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl₂；该气体的作用是抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行；
故答案为：HCl；抑制水解平衡MgCl₂+H₂O?Mg（OH）Cl+HCl正向进行；
（3）能和金属镁发生反应的气体：氮气、氧气、二氧化碳，所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂，故答案为：A；
（4）①反应物是氯化钠溶液、氨气、二氧化碳，生成物中析出碳酸氢钠晶体，然后根据质量守恒定律写出化学反应式配平即可．
故答案为：NaCl+NH₃+H₂O+CO₂=NaHCO₃+NH₄Cl；
②加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱，可知反应物是碳酸氢钠，反应条件是加热，生成物中有纯碱，然后根据质量守恒定律写出化学反应式．
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（5）上述过程中电解饱和食盐水得到的氯气和氢气可以制备溶解氢氧化镁溶解所需要的盐酸，生产过程中的部分产物可作为制备另一种产品的原料，电解氯化镁生成的氯气循环使用，整个过程体现了原料的综合利用，就地取材贝壳类煅烧得到生石灰，用来沉淀镁离子，体现了就地取材、降低成本的设计思想，故ABC正确，
故答案为：ABC．

点评 本题主要考查了海水制金属镁的过程以及原理、粗盐提纯方法，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．