题目内容

【题目】海洋中蕴含着丰富的资源。利用海水提取淡水、溴和镁的部分过程如图所示。

(1)海水淡化的方法有_________________、离子交换法和电渗析法等。

(2)用纯碱吸收浓缩海水吹出的Br2:

3Br2+ 6Na2CO3+3H2O= 5NaBr+ NaBrO3+6NaHCO3。当吸收3 mol Br2时,反应中转移的电子数是_____________。

(3)海水中部分离子的含量如下:

成分

含量( mg/L)

成分

含量( mg/L)

Na+

10560

Cl-

18980

Mg2+

1272

Br-

64

Ca2+

400

SO42-

2560

其中,Mg2+的物质的量浓度是____________。若要从100 L的海水中提取镁,理论上需要加入沉淀剂Ca(OH)2的质量是_______________。

(4)由Mg(OH)2制单质Mg,以下方法最合适的是________________(填序号)。

A.Mg(OH)2 MgOMg

B.Mg(OH)2MgOMg

C.Mg(OH)2无水MgCl2Mg

D.Mg(OH)2 MgCl2溶液Mg

【答案】蒸馏法 5NA 0.053 mol/L或3.01×1024 392.2 g C

【解析】

由题给流程可知,向浓缩海水中通入氯气,氯气与海水中的溴离子发生置换反应生成单质溴,用热空气吹出溴蒸气,溴蒸气与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠、溴酸钠和溴化钠,酸化所得溶液,溴酸钠和溴化钠在酸性条件下发生歧化反应生成单质溴;向剩余溶液中加入氢氧化钙,氢氧化钙与溶液中镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,过滤,将氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,电解熔融氯化镁的制得金属镁。

(1)海水淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等,故答案为:蒸馏法;

(2)由反应方程式可知,溴蒸气与碳酸钠溶液反应时Br元素化合价分别由0价变化为-1价、+5价,反应转移电子数目为5,则3mol溴单质反应电子转移5mol,故答案为:5;

(3)图表中海水中Mg2+的含量1272mg/L,则物质的量浓度为=0.053mol/L,加入氢氧化钙发生沉淀反应,1molMg2+的需要1mol氢氧化钙完全沉淀,100L海水中镁离子的物质的量为n(Mg2+)=0.053mol/L×100L=5.3mol,加入沉淀剂Ca(OH)2的质量=5.3mol×74g/mol=392.2g,故答案为:0.053;392.2;

(4)A、氧化镁熔点高,要求设备条件高,消耗更多能源,不经济,故错误;

B、镁能在CO2中燃烧生成碳和氧化镁,镁是活泼金属,通常用电解的方法冶炼,不能用碳还原氧化镁制备,故错误;

C、氢氧化镁溶于盐酸中得到氯化镁溶液,氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁,电解熔融氯化镁的制得金属镁,故正确;

D、电解氯化镁溶液,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得到电子生成氢气,溶液中生成氢氧化镁沉淀,不能得到金属镁,故D错误;

C正确,故答案为:C。

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