Question

地球的表面積為5.1億平方公里，其中海洋的面積為3.67億平方公里，占整個地球表面積的70.8%．海洋是一個巨大的化學資源寶庫，下面是海水資源綜合利用的部分流程圖，請根據該圖回答下列問題：

（1）淡化海水的方法有

 

（寫一種合理方法即可）．由海水提取的粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子，為了除去這些離子，需要依次加入稍過量的NaOH、BaCl₂、

 

（填化學式），之后

 

（填操作名稱），再加入適量

 

（填試劑名稱）．將所得溶液加熱濃縮、冷卻結晶，得到精鹽．
（2）反應④由無水MgCl₂制取金屬鎂的常用工業方法是

 

．
（3）向苦鹵中通入Cl₂置換出Br₂，再用空氣吹出溴并用SO₂吸收，轉化為Br^-，反復多次，以達到富集溴的目的．由海水提溴過程中的反應可得出Cl^-、SO₂、Br^-還原性由強到弱的順序是

 

．
（4）工業上也可以用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO₂．寫出反應的離子方程式

 

．最后再用H₂SO₄處理所得溶液重新得到Br₂，其反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）海水淡化水，應將水與鹽分離，可用蒸餾、電滲析或離子交換法等，以此解答；氯化鋇除去SO₄^2-離子，粗鹽中的鎂離子可以加入氫氧化鈉來除去；加Na₂CO₃溶液既可以除去溶液中的鈣離子還可以出去溶液中多余的鋇離子；過濾后加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；
（2）用無水MgCl₂制取Mg，電解熔融狀態的氯化鎂可以得到鎂和氯氣；
（3）在自發進行的氧化還原反應中，還原劑的還原性大于還原產物的還原性；
（4）用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO₂，NaBr化合價降低1，生成NaBrO₃化合價升高5，根據化合價升降總數相等和質量守恒書寫；生成溴化鈉和溴酸鈉，在酸溶液中會反應歸中反應．

解答： 解：（1）目前淡化海水的方法有多種，如：蒸餾法、結晶法、淡化膜法、多級閃急蒸餾法等，其中最常用的是蒸餾法，目前多采用多級閃急蒸餾法；
氯化鋇除去SO₄^2-離子，粗鹽中的鎂離子可以加入氫氧化鈉來除去；加Na₂CO₃溶液既可以除去溶液中的鈣離子還可以出去溶液中多余的鋇離子，需要依次加入稍過量的NaOH、BaCl₂ 、Na₂CO₃，過濾后，在濾液中加入鹽酸至不再有氣體生成，將所得溶液加熱濃縮、冷卻結晶，得到精鹽；
故答案為：蒸餾法；Na₂CO₃；過濾；鹽酸；
（2）金屬鎂屬于活潑金屬，無水氯化鎂在熔融狀態下，通過電解MgCl₂

電解  .

Mg+Cl₂↑得到金屬鎂，
故答案為：電解法；
（3）在自發進行的氧化還原反應中，還原劑的還原性大于還原產物的還原性，Cl₂+2 Br^-=Br₂+2Cl^-中還原性為Br^-＞Cl^-，SO₂+2H₂O+Br₂=H₂SO₄+2HBr中還原性為SO₂＞Br^-，所以還原性強弱順序是 SO₂＞Br^-＞Cl^-；
故答案為：SO₂＞Br^-＞Cl^-；
（4）工業上也可以用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成物有溴化鈉和溴酸鈉及無色氣體二氧化碳放出，化學反應為：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，離子反應為：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑，
生成溴化鈉和溴酸鈉，最后再用H₂SO₄處理得到Br₂，溴離子和溴酸根離子在酸溶液中發生氧化還原反應生成溴單質，反應的離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
故答案為：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑；5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．

點評：本題考查較綜合，涉及粗鹽提純、氧化還原反應等，為高考常見題型，掌握實驗的原理和操作方法結合流程圖信息是解答本題的關鍵，注意氧化還原反應的強弱規律應用，歸中反應的應用，題目難度中等．