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。
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(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
MgO
Mg
B.Mg(OH)2
MgO
Mg
C.Mg(OH)2
无水MgCl2
Mg
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。
【题目】I、下图是全钒液流电池的示意图
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该电池充放电的总反应式为:![]()
请回答下列问题:
(1)充电时的阴极反应式为______________,阳极附近颜色变化是______。
(2)放电过程中,正极附近溶液的pH ________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
II、回收利用废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅)的工艺流程如下图所示。
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(3)滤渣可用于______________________(填一种用途)。
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率(%) | 88.1 | 91.8 | 96.5 | 98 | 99.8 | 97.8 | 96.4 | 93.0 | 89.3 |
根据上表数据判断,加入氨水调节酸碱性,溶液的最佳pH为____;
(5)为了提高钒的浸出率,用酸浸使废钒催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4,酸浸过程中,氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(6)氧化过程中,VO2+变为VO2+,则该反应的离子方程式为____________________。
【题目】元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍元素的原子半径为0.089 nm)。
元素代号 | A | B | C | D | X | Y |
原子半径/nm | 0.037 | 0.143 | 0.102 | 0.099 | 0.074 | 0.075 |
主要化合价 | +1 | +3 | +6,-2 | -1 | -2 | +5,-3 |
(1)C元素在周期表中的位置为________,其离子结构示意图为:_______。
(2)B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为___。
(3)关于C、D 两种元素说法正确的是__________(填序号)。
a.简单离子的半径D>C b.气态氢化物的稳定性D比C强 c.最高价氧化物对应的水化物的酸性C比D强
(4)在100mL18mol/L的C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片,加热使其充分反应,产生气体的体积为6.72L(标况下),则该反应过程中转移的电子数为______。
(5)写出由A、D、X三种元素组成的某种可以消毒杀菌物质的电子式_____________。
(6)比较Y元素与其同族短周期元素的氢化物的熔沸点高低__ >___ (填氢化物化学式),理由___________。