Question

10．工業(yè)中很多的物質(zhì)制備及其除雜蘊藏很多的化學原理，請根據(jù)要求回答下列問題：I．海水提溴是重要的化工操作，其對應的操作流程如下：
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（1）步驟 I 的操作步驟有蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾，將得到的固體制成稀溶液進行電解可制備“84 消毒液”，通電時氯氣被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，寫出相應的化學方程式：NaCl+H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．
（2）II 中調(diào)節(jié)溶液 pH 為 3.5 能更有效地提高 C1₂ 的利用率，其理由是Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，抑制氯氣與水的反應，提高氯氣的利用率
（3）III 中 Br₂ 轉(zhuǎn)化為 NaBr、NaBr0₃ 的離子方程式為3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．
II．某工廠將含少量氫氧化鐵雜質(zhì)的氫氧化鎂提純的流程如圖所示（保險粉：連二硫酸鈉Na₂S₂0₄）．

請回答下列問題：
（4）經(jīng)檢驗步驟①反應后的溶液中加入HCl酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，寫出步驟①的離子方程式：6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-═6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O．
（5）步驟②中分離操作的名稱是過濾．
（6）已知 EDTA 只能與溶液中的 Fe²⁺ 反應生成易溶于水的物質(zhì)，不與 Mg（OH）₂ 反應． 雖然 Fe（OH）₂ 難溶于水，但步驟②中隨著 EDTA 的加人，最終能夠?qū)?nbsp;Fe（OH）₂ 除 去并獲得純度高的Mg（OH）₂．請從沉淀溶解平衡的角度加以解釋：Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結(jié)合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解．

Answer 1

分析 I．澄清海水經(jīng)過濾后得到氯化鈉固體和鹽鹵溶液，溶液調(diào)節(jié)pH為3.5后通入氯氣可生成溴，在含有溴的混合溶液中吹入空氣，可得到含有溴的混合氣體，加入碳酸鈉溶液吸收溴，得到含有NaBr和NaBrO的溶液，然后用硫酸酸化，NaBr和NaBrO發(fā)生還原反應生成溴，以此解答該題；
II．Na₂S₂O₄具有還原性，可與Fe（OH）₃發(fā)生氧化還原反應生成Fe（OH）₂，加入EDTA浸泡，生成含有亞鐵離子的絡(luò)合物，過濾可得到Mg（OH）₂，
（4）經(jīng)檢驗步驟①反應后的溶液中加人HCl酸化的BaC1₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成SO₄²，F(xiàn)e（OH）₃被還原生成Fe（OH）₂，以此書寫離子方程式；
（5）步驟②用于分離固體和液體；
（6）依據(jù)氫氧化亞鐵存在溶解沉淀平衡，加入EDTA時結(jié)合亞鐵離子促進平衡正向進行氫氧化亞鐵溶解．

解答 解：I．澄清海水經(jīng)過濾后得到固體和鹽鹵溶液，溶液調(diào)節(jié)pH為3.5后通入氯氣可生成溴，在含有溴的混合溶液中吹入空氣，可得到含有溴的混合氣體，加入碳酸鈉溶液吸收溴，得到含有NaBr和NaBrO的溶液，然后用硫酸酸化，NaBr和NaBrO發(fā)生還原反應生成溴，
（1）澄清海水經(jīng)步驟I后得到固體和鹽鹵溶液，則步驟I涉及蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾，電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”，則在陽極生成NaClO，陰極生成氫氣，電解方程式為NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，
故答案為：蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾；NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；
（2）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，調(diào)節(jié)溶液pH約為3.5，可抑制氯氣與水的反應，使氯氣充分與溴化鈉反應，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，抑制氯氣與水的反應，提高氯氣的利用率；
（3）Br₂與碳酸鈉溶液反應生成NaBr，NaBr0₃，反應的離子方程式為3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑，
故答案為：3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．
II．Na₂S₂O₄具有還原性，可與Fe（OH）₃發(fā)生氧化還原反應生成Fe（OH）₂，加入EDTA浸泡，生成含有亞鐵離子的絡(luò)合物，過濾可得到Mg（OH）₂，
（4）經(jīng)檢驗步驟①反應后的溶液中加人HCl酸化的BaC1₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成SO₄²，F(xiàn)e（OH）₃被還原生成Fe（OH）₂，反應的離子方程式為6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-=6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：6Fe（OH）₃+S₂O₄^2-+2OH^-=6Fe（OH）₂+2SO₄^2-+4H₂O；
（5）步驟②用于分離固體和液體，應為過濾操作，故答案為：過濾；
（6）已知EDTA只能與溶液中的Fe²⁺反應生成易溶于水的物質(zhì)，不與Mg（OH）₂反應，但Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq），當不斷滴入EDTA時，EDTA將結(jié)合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解．
故答案為：Fe（OH）₂懸濁液中存在如下平衡：Fe（OH）₂（s）=Fe²⁺（aq）+2OH^-（aq）當不斷滴入EDTA時，EDTA將結(jié)合Fe ²⁺促使平衡向右移動而使Fe（OH）₂不斷溶解．

點評 本題主要考查了海水中提取溴的原理、物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的原理和操作方法，題目難度中等．