Question

10．我省的海水資源豐富，海水中主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-等離子．合理利用資源和保護環境是我省可持續發展的重要保證．
（1）海水經過處理后可以得到無水氯化鎂，無水氯化鎂是工業制取鎂的原料．試寫出由無水氯化鎂制取金屬鎂的化學反應方程式MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（2）某化工廠生產過程中會產生含有Cu²⁺和Pb²⁺的污水．排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，根據如表數據，你認為投入Na₂S（選填“Na₂S”或“NaOH”）效果更好．

難溶電解質	Cu（OH）2	CuS	Pb（OH）2	PbS
Ksp	4.8×10-20	6.3×10-36	1.2×10-15	1.0×10-28

（3）火力發電在江蘇的能源利用中占較大比重，但是排放出的SO₂會造成一系列環境和生態問題．利用海水脫硫是一種有效的方法，其工藝流程如圖1所示：

①天然海水的pH≈8，試用離子方程式解釋天然海水呈弱堿性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-（任寫一個）．
②某研究小組為探究提高含硫煙氣中SO₂的吸收效率的措施，進行了天然海水吸收含硫煙氣的模擬實驗，實驗結果如圖2所示．請你根據圖示實驗結果，就如何提高一定濃度含硫煙氣中SO₂的吸收效率，提出一條合理化建議：降低含硫煙氣溫度（或流速）．
③天然海水吸收了含硫煙氣后會溶有H₂SO₃、HSO₃^-等分子或離子，氧氣氧化的化學原理是2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-（任寫一個化學方程式或離子方程式）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是中和、稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）由無水氯化鎂制取金屬鎂的化學反應方程式 MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）根據題目中所給難溶電解質的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更難溶；
（3）①考察了強堿弱酸鹽的水解反應的方程式的書寫；
②根據圖示可知：SO₂的吸收效率隨著溫度的升高而降低，隨流速的增大而降低，
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S顯+4價，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性會大大增強，氧化后的“海水”需要引入大量的顯堿性的海水與之混合后才能排放，主要目的是中和、稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

解答 解：（1）由無水氯化鎂制取金屬鎂的化學反應方程式 MgCl₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，故答案為：MgCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）根據題目中所給難溶電解質的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更難溶；所以用Na₂S除去污水中的Cu²⁺和Pb²⁺效果更好，故答案為：Na₂S；
（3）①天然海水的pH≈8，是因為海水中有CO₃^2-或HCO₃^-+它們水解使海水呈弱堿性，其離子方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②根據圖示可知：SO₂的吸收效率隨著溫度的升高而降低，隨流速的增大而降低，所以要提高含硫煙氣中SO₂的吸收效率，可以降低含硫煙氣溫度（或流速），
故答案為：降低含硫煙氣溫度（或流速）；
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S顯+4價，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性會大大增強，氧化后的“海水”需要引入大量的顯堿性的海水與之混合后才能排放，主要目的是中和、稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案為：2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-；中和、稀釋經氧氣氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

點評 本題考查了方程式的書寫，氧化還原反應，沉淀溶解平衡，鹽類水解等，掌握基礎是關鍵，題目難度中等，綜合性較強．