题目内容

3.综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁等物质,其流程如图所示:
(1)从海水中获得淡水的装置如图,其中有3处错误.

(2)在母液中通入氯气的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,从溶液A中提取Br2,需要的主要仪器是分液漏斗.
(3)操作③是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(4)粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质.
①为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:
a、溶解; b、依次加入过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液;c、过滤;
d、加适量盐酸;e、蒸发(或蒸发结晶)(请补全缺少的试剂和实验步骤).
②步骤b中,加入最后一种试剂发生反应的离子方程式为CO32-+Ba2+=BaCO3↓,CO32-+Ca2+=CaCO3↓.
(5)用这种方法制得的Na2CO3中有少量的NaCl,检验NaCl的实验为取少量的样品于试管中,加少量的水溶解,再滴加过量的HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则有NaCl..

分析 将海水蒸发浓缩、冷却结晶得到粗盐和母液,向母液中加入Ca(OH)2,发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,过滤得到Mg(OH)2沉淀,将Mg(OH)2溶于稀盐酸中发生反应Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2.6H2O,将MgCl2.6H2O晶体在HCl氛围中加热得到固体MgCl2,电解熔融氯化镁得到Mg,发生反应为MgCl2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑;
将粗盐提纯得到NaCl溶液,向溶液中通入氨气和二氧化碳,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,碳酸氢钠溶解度小于NaCl而析出,所以得到溶液X为NH4Cl溶液,将NaHCO3加热发生反应2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,最后得到碳酸钠固体,
(1)烧瓶加热未垫石棉网、温度计水银球插入溶液、冷凝管进水口和出水口反了;
(2)在母液中通入氯气发生氧化还原反应,氯气氧化溴离子生成溴单质,溴单质从溶液中分离方法为萃取分液;
(3)操作③是氯化镁溶液中获得氯化镁晶体的过程;
(4)首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后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,再进行过滤,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,最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠晶体;
(5)氯离子能和硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,所以检验纯碱样品中是否含NaCl应选用的试剂是稀硝酸、AgNO3溶液.

解答 解:将海水蒸发浓缩、冷却结晶得到粗盐和母液,向母液中加入Ca(OH)2,发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,过滤得到Mg(OH)2沉淀,将Mg(OH)2溶于稀盐酸中发生反应Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2.6H2O,将MgCl2.6H2O晶体在HCl氛围中加热得到固体MgCl2,电解熔融氯化镁得到Mg,发生反应为MgCl2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl2↑;
将粗盐提纯得到NaCl溶液,向溶液中通入氨气和二氧化碳,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,碳酸氢钠溶解度小于NaCl而析出,所以得到溶液X为NH4Cl溶液,将NaHCO3加热发生反应2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,最后得到碳酸钠固体,
(1)烧瓶加热未垫石棉网、温度计水银球插入溶液、冷凝管进水口和出水口反了,从海水中获得淡水的装置中存在三处错误,故答案为:3;
(2)在母液中通入氯气发生氧化还原反应,氯气氧化溴离子生成溴单质,反应的离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,从溶液A中提取Br2,需要萃取分液,需要的主要仪器是分液漏斗,故答案为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;分液漏斗;
(3)操作③是氯化镁溶液中获得氯化镁晶体的过程,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到6个结晶水的氯化镁晶体,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)①首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后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,再进行过滤,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,最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠晶体,顺序为:a、溶解; b、依次加入过量的BaCl2 溶液、NaOH溶液、Na2CO3 溶液;c、过滤、d、加适量盐酸;e、过滤  蒸发(或蒸发结晶)得到氯化钠晶体,
故答案为:BaCl2、Na2CO3、过滤、蒸发(或蒸发结晶);
②步骤b中,加入最后一种试剂发生反应的离子方程式为CO32-+Ba2+=BaCO3↓,CO32-+Ca2+=CaCO3↓,
故答案为:CO32-+Ba2+=BaCO3↓,CO32-+Ca2+=CaCO3↓;
(5)氯离子能和硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,所以检验纯碱样品中是否含NaCl应选用的试剂是稀硝酸、AgNO3溶液,方法为:取少量的样品于试管中,加少量的水溶解,再滴加过量的HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则有NaCl,
故答案为:取少量的样品于试管中,加少量的水溶解,再滴加过量的HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则有NaCl.

点评 本题考查物质的分离、提纯以及制备,为高考常见题型,题目侧重考查从海水中得到的粗盐进行提纯,进一步用于氯碱工业以及镁的冶炼,涉及金属制备、元素化合物性质、常用化学用语等,题目难度中等.

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