Question

19．將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一．一般是先將海水淡化，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產品．
（1）海水提取鎂的一段工藝流程如圖：

濃海水的主要成分如表：

離子	Na+	Mg2+	Cl-	SO42-
濃度/（g•L-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

該工藝流程中需要對海水進行脫硫，原理是用鈣離子沉淀硫酸根離子，產品1為CaSO₄，過濾后干燥的產品2為氫氧化鎂，該反應方程式為MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；1L濃海水最多可得到產品2的質量為69.6g．
（2）采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時，若有少量水存在會造成產品鎂與水在高溫下反應生成堿與氫氣，該反應的化學方程式Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．
（3）如圖所示：海水經過曬鹽后得到粗鹽和苦鹵，粗鹽中還含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等可溶性雜質，以下是某化工廠進行粗鹽提純的示意圖：

過量試劑①②③的順序也可調整為②①③，過濾后可得到四種沉淀的化學式為Mg（OH）₂、BaSO₄、CaCO₃、BaCO₃；在利用粗鹽制備精鹽過程中，加入適量鹽酸的目的是除去溶液中含有的NaOH，Na₂CO₃（填物質的化學式）．
（4）利用井鹽和合成氨生產的氨氣及二氧化碳生產純堿的“聯(lián)合制堿法”是由我國著名化學家侯德傍先生發(fā)明的，其氯化鈉的利用率高達96%．其原理流程如圖所示：

①氨極易溶于水，向飽和食鹽水通入氨氣可得到飽和食鹽水和氨水的混合鹽水（稱為氨鹽水），氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳，其原因是氨鹽水顯堿性；
②寫出氯化銨溶液與熟石灰反應的化學方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進行脫硫，應是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過濾后干燥的產品2為氫氧化鎂，計算1L溶液中Mg²⁺的質量，根據Mg²⁺～Mg（OH₂計算氫氧化鎂的質量；
（2）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣；電解時，若有少量水存在，Mg與水反應生成氫氧化鎂與氫氣，會造成產品鎂的消耗．
（3）根據使溶液結晶的方法和原里．除去粗鹽中含有的 Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-可溶性雜質的方法：加入過量BaCl₂，去除硫酸根離子；加入過量NaOH（去除鎂離子）；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子及BaCl₂中的鋇離子）；加入適量HCl（除去過量NaOH，Na₂CO₃）；結合除雜原理進行分析；
（4）氨水顯堿性，有利于吸收二氧化碳氣體；
氯化銨能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、水和氨氣．

解答 （1）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過濾后的濾液進行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，采用過濾的方法得到產品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應為MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂，合成中應得到Mg（OH）₂沉淀，過濾、干燥的產品2為Mg（OH）₂，溶液中m（Mg²⁺）=1L×28.8g/L=28.8g，
 Mg²⁺～Mg（OH）₂
24g           58g
28.8g  m[Mg（OH）₂]
m[Mg（OH）₂]=28.8g×$\frac{58g}{24g}$=69.6g，
（2）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣，電解反應方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時，若有少量水存在，Mg與水反應生成氫氧化鎂與氫氣，會造成產品鎂的消耗，反應方程式為：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑，
（3）根據粗鹽中去除可溶性雜質，含有 Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-的方法：
溶解：加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
加入過量NaOH（去除鎂離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子及BaCl₂中的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓； Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
根據除雜的原理“不增、不減、不增”，可知①②順序可以反，②③順序不能反．①②③的順序也可調整為②①③；
過濾后可得到四種沉淀的為Mg（OH）₂↓；BaSO₄↓；CaCO₃↓； BaCO₃↓；
過濾：向濾液中加入適量HCl除去過量NaOH，Na₂CO₃；
（4）①氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳，其原因是氨鹽水顯堿性．故答案為：②氯化銨能和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、水和氨氣，反應的化學方程式為：
2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．
故答案為：（1）CaSO₄； MgCl₂+Ca（OH_^）2=Mg（OH）₂↓+CaCl₂；69.6；
（2）MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．
（3）②①③；Mg（OH）₂、BaSO₄、CaCO₃、BaCO₃；NaOH，Na₂CO₃；
（4）①氨鹽水顯堿性．②2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

點評 本題考查海水資源開發(fā)利用、氧化還原反應計算、電解原理等，是對基礎知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎，難度中等