Question

15．海水中含有豐富的Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等化學資源．將海水淡化與濃縮海水結合是綜合利用海水資源的途徑之一．以濃縮海水為原料，通過一系列工藝流程可以提取Mg、Br₂等產(chǎn)品．
（1）如圖是采用膜分離技術的海水淡化示意圖．淡化膜可以讓水分子通過，而海水中其他分子和離子均不能通過．加壓后，左側淡水中增加的是b（填字母）．
a．溶質質量         b．溶劑質量          c．溶質的質量分數(shù)
（2）從海水中提取鎂的主要步驟如下：

①操作a的名稱是過濾．
②寫出B冶煉金屬鎂的化學方程式MgCl₂（熔融） $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（3）空氣吹出法是用于工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法，其中一種工藝是以預先經(jīng)過酸化的濃縮海水為原料，通過以下步驟提取溴：
步驟一：用氯氣置換溴離子使之成為單質溴；
步驟二：通入空氣和水蒸氣，將溴吹入吸收塔，使溴蒸氣和吸收劑SO₂發(fā)生作用轉化成氫溴酸；
步驟三：用氯氣將氫溴酸氧化得到產(chǎn)品溴．
①步驟一和步驟二的目的是富集溴．
②步驟二中發(fā)生反應的化學方程式為Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意，膜分離技術的原理：對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進入左側淡化池，而海水中的各種離子不能通過淡化膜，據(jù)此分析加壓后右側海水中溶質、溶劑、溶液的改變，進而進行分析判斷；
（2）向海水中加入石灰水，其中Ca（OH）₂和鎂離子反應生成Mg（OH）₂沉淀，然后通過操作a為過濾，得到A為Mg（OH）₂，將Mg（OH）₂溶于試劑X為稀鹽酸中得到MgCl₂，將MgCl₂溶液在HCl氛圍中蒸干得到MgCl₂，電解熔融MgCl₂得到Mg單質，
①操作a是分離固體和溶液；
②電解熔融氯化鎂得到鎂和氯氣；
（3）濃縮后增大溴離子的濃度，與氯氣發(fā)生2Br^-+C1₂=Br₂+2Cl^-，用空氣將溴吹出，用二氧化硫吸收，從而達到富集溴，發(fā)生反應Br₂+2H₂O+SO₂═2HBr+H₂SO₄，步驟三中發(fā)生Cl₂+2HBr=Br₂+2HCl，以此來解答．

解答 解：（1）水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池，而海水中其他各種離子不能通過淡水膜，加壓后，左側淡水中增加的是溶劑質量，
故答案為：b；
（2）向海水中加入石灰水，其中Ca（OH）₂和鎂離子反應生成Mg（OH）₂沉淀，然后通過操作a為過濾，得到A為Mg（OH）₂，將Mg（OH）₂溶于試劑X為稀鹽酸中得到MgCl₂，將MgCl₂溶液在HCl氛圍中蒸干得到MgCl₂，電解熔融MgCl₂得到Mg單質，
①上述分析可知，操作a的名稱為過濾，
故答案為：過濾；                           
②B為氯化鎂固體，冶煉金屬鎂的化學方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ Mg+Cl₂↑；
（3）①用氯氣置換溴離子使之成為單質溴，通入空氣和水蒸氣，將溴吹入吸收塔，使溴蒸氣和吸收劑SO₂發(fā)生作用轉化成氫溴酸，步驟一和步驟二的目的是富集溴，
故答案為：富集溴；  
②步驟二則的反應為二氧化硫還原溴單質，反應的化學方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．

點評 本題考查海水資源的綜合利用，側重考查學生實驗操作、分析能力，明確流程圖中每一步發(fā)生的反應、基本實驗操作是解本題關鍵，注意從氯化鎂溶液中得到氯化鎂晶體的方法，題目難度不大．