Question

7．海水淡化及海水资源的提取利用是当今化工行业重要课题．
回答下列问题：
（1）下列属于海水淡化常见工艺的是①②③（填序号）．
①电渗析法      ②蒸馏法        
③离子交换法        ④沉淀法
（2）采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br₂，并用纯碱吸收．碱吸收溴的主要反应是 Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃，吸收1mol Br₂ 时，转移的电子为$\frac{5}{3}$mol．
（3）海水提镁的一段工艺流程如图，浓海水的主要成分如表：

离子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
浓度/（g•L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓，产品2 的化学式为Mg（OH）₂，1L 浓海水最多可得到产品2 的质量为69.6g．
（4）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

Answer 1

分析 工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，离子方程式为：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用过滤的方法得到产品1为CaSO₄，滤液中加入石灰乳，发生反应为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中应得到Mg（OH）₂沉淀，过滤、干燥的产品2为Mg（OH）₂，
（1）海水淡化海水就是将海水中的可溶性杂质除去的过程，可根据淡化原理进行分析解答；
（2）反应Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃中，Br元素化合价分别由0价变化为-1价、+5价，结合化合价的变化计算；
（3）工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，应是用钙离子沉淀硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，产品1为硫酸钙，合成得到氢氧化镁沉淀，故过滤后干燥的产品2为氢氧化镁，计算1L溶液中Mg²⁺的质量，根据Mg²⁺～Mg（OH）₂计算氢氧化镁的质量；
（4）电解熔融氯化镁得到Mg与氯气；电解时，若有少量水存在，Mg与水反应生成氢氧化镁与氢气，会造成产品镁的消耗．

解答 解：（1）①利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果，故①正确，
②蒸馏法是把水从水的混合物中分离出来，得到纯净的水，故②正确，
③通过离子交换树脂可以除去海水中的离子，从而达到淡化海水的目的，故③正确，
④过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能淡化海水，故④错误，
故答案为：①②③；
（2）反应Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃中，Br元素化合价分别由0价变化为-1价、+5价，反应中Br₂起氧化剂、还原剂作用，根据电子转移守恒可知，2×n_氧化剂（Br₂）=2×5×n_还原剂（Br₂），故n_氧化剂（Br₂）：n_还原剂（Br₂）=5：1，故吸收1mol Br₂时，转移的电子数为1mol×2×$\frac{1}{1+5}$×5=$\frac{5}{3}$mol，
故答案为：$\frac{5}{3}$；
（3）①工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，离子方程式为：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，
故答案为：Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓：
②采用过滤的方法得到产品1为CaSO₄，滤液中加入石灰乳，发生反应为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中应得到Mg（OH）₂沉淀，过滤、干燥的产品2为Mg（OH）₂，
溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g     58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×$\frac{58g}{24g}$=69.6g，
故答案为：Mg（OH）₂；69.6；
（4）电解熔融氯化镁得到Mg与氯气，电解反应方程式为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；电解时，若有少量水存在，Mg与水反应生成氢氧化镁与氢气，会造成产品镁的消耗，反应方程式为：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

点评 本题考查了物质性质的分析应用，主要是氧化还原反应电子转移的计算，化学方程式计算，混合物成分的纯度计算应用，掌握物质性质和计算方法是解题关键，题目难度中等．