Question

6．我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當前科學研究的一項重要任務，如圖是海水綜合利用的一個方面．

請回答下列問題：
（1）①步主要反應的離子方程式：2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂．
（2）分離出氫氧化鎂的操作為過濾，第③步需要加入鹽酸．
（3）將粗食鹽中含有的Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-等雜質(zhì)除去，加入的試劑有（按加入順序填入）氯化鋇溶液，氫氧化鈉溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸（或氫氧化鈉溶液，氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸）；（或氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，氫氧化鈉溶液，鹽酸）（只要求填一組合理的答案即可）．
（4）⑤產(chǎn)物氫氣在陰極生成，若電解食鹽水時消耗NaCl的質(zhì)量為234g，則在理論上最多可得氯氣的體積為44.8升（標準狀況）．

Answer 1

分析 海水暴曬然后分離得到粗鹽和含有鎂離子、溴離子的苦鹵，向苦鹵溶液中加入熟石灰，發(fā)生反應Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，向含有溴離子的溶液中加入氯水，發(fā)生反應2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，然后萃取得到Br₂，將Mg（OH）₂溶于稀鹽酸得到MgCl₂，電解熔融氯化鎂得到Mg，MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，提純粗鹽得到精鹽，電解飽和食鹽水得到燒堿、氯氣和氫氣，反應方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（1）溴離子具有還原性，被氧化劑氧化成溴單質(zhì)；
（2）固液分離的方法為過濾；將Mg（OH）₂溶于稀鹽酸得到MgCl₂；
（3）除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，鎂離子用氫氧根離子沉淀，用碳酸根離子去除鈣離子，用鋇離子除去硫酸根離子，可以加過量的氯化鋇除去硫酸根離子，然后用碳酸鈉去除鈣離子和過量的鋇離子，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，但是加入的碳酸鈉要放在加入氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇，最后用鹽酸；
（4）電解氯化鈉發(fā)生：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，電解飽和食鹽水在陰極得到氫氣，陽極得到氯氣，依據(jù)電解反應的化學方程式分析計算．

解答 解：（1）向含有溴離子的溶液中加入氯水，①發(fā)生反應：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，然后萃取得到Br₂，
故答案為：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂；
（2）分離出氫氧化鎂屬于分離溶液和固體，為過濾，將Mg（OH）₂溶于稀鹽酸得到MgCl₂，
故答案為：過濾；鹽酸；
（3）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，可再通過過濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，氫氧化鈉溶液，最后加入鹽酸，或加氯化鋇溶液，氫氧化鈉溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸；（或氫氧化鈉溶液，氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸），所以正確順序為氯化鋇溶液，氫氧化鈉溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸；（或氫氧化鈉溶液，氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸）；（或氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，氫氧化鈉溶液，鹽酸）；
故答案為：氯化鋇溶液，氫氧化鈉溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸（或氫氧化鈉溶液，氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，鹽酸）；（或氯化鋇溶液，碳酸鈉溶液，氫氧化鈉溶液，鹽酸）；
（4）電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極：2H⁺+2e^-═H₂↑；總反應為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，電解食鹽水時消耗NaCl的質(zhì)量為234g，反應的氯化鈉物質(zhì)的量為$\frac{234g}{58.5g/mol}$=4mol，
2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
4mol                                          2mol
氯氣物質(zhì)的量為1mol，標準狀況下氯氣體積為 2mol×22.4L/mol=44.8L，
故答案為：陰； 44.8．

點評 本題考查海水資源綜合利用，涉及物質(zhì)分離和提純、電解計算等知識點，明確流程圖中發(fā)生的反應及基本操作是解本題關鍵，題目難度中等．