Question

3．海水中含有豐富的化學元素，下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg（以MgCl₂形式存在）和Br₂（以NaBr的形式存在）及綜合利用的生產流程簡圖：
請回答：
（1）用中文填寫上圖空白．
（2）目前工業上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，下列關于離子交換膜電解槽的敘述錯誤的是D．
A．精制飽和食鹽水進入陽極室             B．純水（加少量NaOH）進入陰極室
C．陰極產物為氫氧化鈉和氫氣             D．電解槽的陽極用金屬鐵網制成
（3）寫出電解飽和NaCl溶液的離子反應方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（4）此工業煅燒貝殼得到氧化鈣．石灰石和貝殼的主要成份相同，事實上，石灰石在許多化學工業生產都發揮了極大的作用，請寫出一條化工生產中碳酸鈣參與的化學反應方程式（此工業涉及的方程式除外）CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑．
（5）利用MgCl₂•6H₂O可制得無水氯化鎂，應采取的措施是在HCl氣流中加熱脫水（防止MgCl₂水解）．
（6）用熱空氣吹出的溴蒸氣可以用亞硫酸鈉溶液吸收，寫出反應的化學方程式：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr或H₂O+Na₂SO₃+Br₂═2NaBr+H₂SO₄．

Answer 1

分析 完整的實驗流程為，海水經蒸發、結晶得到粗鹽，粗鹽精制得到精鹽，電解飽和食鹽水得到燒堿、氯氣和氫氣，燒堿和氯氣反應可用于制備84消毒液，氫氣和氯氣反應可用于制備氯化氫，煅燒貝殼生成氧化鈣，氧化鈣和水反應生成B為氫氧化鈣，母液中含有氯化鎂，加入氫氧化鈣生成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂溶液，將溶液進行蒸發、濃縮、過濾、干燥得到氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得到氯氣、鎂，氯氣和母液反應可生成溴，用熱空氣吹，可得到溴，以此解答該題．

解答 解：（1）海水經蒸發、結晶得到粗鹽，粗鹽精制得到精鹽，電解飽和食鹽水得到燒堿、氯氣和氫氣，燒堿和氯氣反應可用于制備84消毒液，氫氣和氯氣反應可用于制備氯化氫，煅燒貝殼生成氧化鈣，氧化鈣和水反應生成B為氫氧化鈣，母液中含有氯化鎂，加入氫氧化鈣生成氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂溶液，將溶液進行蒸發、濃縮、過濾、干燥得到氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得到氯氣、鎂，氯氣和母液反應可生成溴，用熱空氣吹，可得到溴，則流程為，
故答案為：；
（2）A．陽極是氯離子失電子發生氧化反應，精制飽和食鹽水進入陽極室，故A正確；
B．陰極是氫離子得到電子生成氫氣，純水（加少量NaOH）進入陰極室，故B正確；
C．陰極是氫離子得到電子生成氫氣發生還原反應，陰極附近水電離平衡破壞，氫氧根離子濃度增大結合鈉離子生成氫氧化鈉，故C正確；
D．電解槽的陽極是石墨電極，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，若用用金屬鐵網制成，則鐵是電子發生氧化反應，生成的亞鐵離子和氫氧根離子形成沉淀，得不到氯氣和燒堿，故D錯誤；
故答案為：D；
（3）電解過程中陽極上氯離子失電子發生氧化反應，2Cl^--2e-=Cl₂↑；陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑；電解池中反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）石灰石可以用作制玻璃的原料，發生的反應為：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，故答案為：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑；
（5）氯化鎂在水中乙發生水解，為抑制水解，氯化鎂晶體應在氯化氫氣流中脫水，故答案為：在HCl氣流中加熱脫水（防止MgCl₂水解）；
（6）溴單質具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性發生氧化還原反應生成硫酸鈉和氫溴酸或生成溴化鈉和硫酸；反應的化學方程式為：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr或 H₂O+Na₂SO₃+Br₂═2NaBr+H₂SO₄，
故答案為：H₂O+Na₂SO₃+Br₂═Na₂SO₄+2HBr或 H₂O+Na₂SO₃+Br₂═2NaBr+H₂SO₄．

點評 本題考查粗鹽提純的實驗方案設計，為高頻考點，側重于學生的分析、實驗能力的考查，體現化學來源于生產、生活，又服務于生產、生活的理念，學習中注意積累化學知識，才能綜合應用，題目難度中等．