题目内容

从海水提取镁和溴的流程如下,请回答相关问题。
(1)从海水中提取镁的流程如下图所示(框图中是主要产物):

i.海水进入沉淀池前,对海水进行处理有以下两种方案:
方案一:将晒盐后的卤水通入沉淀池;
方案二:将加热蒸发浓缩后的海水通入沉淀池。
你认为方案________更合理,理由是_________________________________________。
ii.反应①的离子方程是________________________________________________。
反应②的化学方程式是_______________________________________________。
(2)从海水中提取溴的流程如下图所示(框图中是主要产物):

i.过程①中,加入的试剂是___________。
ii.过程②中,向混合液中吹入热空气,将溴吹出,用纯碱吸收,吹入热空气的目的是______________________________________________________________________。
iii.过程③中反应的化学方程式是____________________________________________。
iv.若最终得到的溴单质中仍然混有少量的Cl2,则除去该杂质的方法是__________________________________________________(结合离子方程式回答)。
(9分)(1)i. 一  要加热海水需大量的能源,浪费了能源
ii. Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O ; MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)i.  Cl2
ii.温度升高,气体的溶解度减小,另外空气不与溴发生反应,可以搅动液体,有利于溴蒸汽的逸出
iii.5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O(2分)
iv.加入适量溴化钠,利用有机溶剂将溴分离提纯,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-

试题分析:(1)i.由于蒸发浓缩海水需要加热海水,从而消耗大量的能源,浪费了能源,所以方案一最好。
ii.氢氧化镁转化为氯化镁,需要将氢氧化镁溶解在盐酸中,反应的离子方程式是Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;镁是活泼的金属,需要电解法冶炼,电解熔融的氯化镁即可生成金属镁和氯气,反应的化学方程式是MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(2)i.海水中的溴是以溴离子的形成存在的,需要加入氧化剂将其氧化生成单质溴,因此过程①中,加入的试剂是Cl2。
ii.由于温度升高,气体的溶解度减小,另外空气不与溴发生反应,可以搅动液体,有利于溴蒸汽的逸出,因此要吹入热空气。
iii.在酸性条件下,溴酸钠能和溴化钠发生氧化还原反应生成单质溴,反应的化学方程式是5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O。
iv. 氯气具有强氧化性,所以要出去单质溴中的少量氯气,可以加入适量溴化钠,利用有机溶剂将溴分离提纯,反应的离子方程式是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以海水的综合应用为载体,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习求知欲。
练习册系列答案
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某化学小组在实验室模拟用软锰矿(主要成分MnO2,杂质为铁及铜的化合物等)制备高纯碳酸锰,过程如下(部分操作和条件略):
① 缓慢向烧瓶中(见图)通入过量混合气进行“浸锰”操作,主要反应原理为:

SO2+ H2O = H2SO3
MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O
(铁浸出后,过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+)
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右,过滤。
④ 调节滤液pH为6.5~7.2 ,加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤、洗涤、干燥,得到高纯碳酸锰。
回答:
(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成,温度对“浸锰”反应的影响如下图,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是          。

(2)查阅表1,③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是      。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是        ,相应反应的离子方程式为         。
表1:生成相应氢氧化物的pH
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀pH
2.7
7.6
8.3
4.7
完全沉淀pH
3.7
9.6
9.8
6.7
 
(3)③中所得的滤液中含有Cu2+,可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+,经过滤,得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
(4)④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。
(5)检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是          。

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