Question

7．海水淡化及海水資源的提取利用是當(dāng)今化工行業(yè)重要課題．
回答下列問(wèn)題：
（1）下列屬于海水淡化常見(jiàn)工藝的是①②③（填序號(hào)）．
①電滲析法      ②蒸餾法        
③離子交換法        ④沉淀法
（2）采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br₂，并用純堿吸收．堿吸收溴的主要反應(yīng)是 Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃，吸收1mol Br₂ 時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{5}{3}$mol．
（3）海水提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

該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓，產(chǎn)品2 的化學(xué)式為Mg（OH）₂，1L 濃海水最多可得到產(chǎn)品2 的質(zhì)量為69.6g．
（4）采用石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

Answer 1

分析 工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)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(guò)濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過(guò)濾、干燥的產(chǎn)品2為Mg（OH）₂，
（1）海水淡化海水就是將海水中的可溶性雜質(zhì)除去的過(guò)程，可根據(jù)淡化原理進(jìn)行分析解答；
（2）反應(yīng)Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃中，Br元素化合價(jià)分別由0價(jià)變化為-1價(jià)、+5價(jià)，結(jié)合化合價(jià)的變化計(jì)算；
（3）工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，應(yīng)是用鈣離子沉淀硫酸根離子生成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)品1為硫酸鈣，合成得到氫氧化鎂沉淀，故過(guò)濾后干燥的產(chǎn)品2為氫氧化鎂，計(jì)算1L溶液中Mg²⁺的質(zhì)量，根據(jù)Mg²⁺～Mg（OH）₂計(jì)算氫氧化鎂的質(zhì)量；
（4）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗．

解答 解：（1）①利用電滲析法可使相應(yīng)的離子通過(guò)半透膜以達(dá)到硬水軟化的效果，故①正確，
②蒸餾法是把水從水的混合物中分離出來(lái)，得到純凈的水，故②正確，
③通過(guò)離子交換樹(shù)脂可以除去海水中的離子，從而達(dá)到淡化海水的目的，故③正確，
④過(guò)濾只能除去水中的不溶性雜質(zhì)，不能淡化海水，故④錯(cuò)誤，
故答案為：①②③；
（2）反應(yīng)Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃中，Br元素化合價(jià)分別由0價(jià)變化為-1價(jià)、+5價(jià)，反應(yīng)中Br₂起氧化劑、還原劑作用，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，2×n_氧化劑（Br₂）=2×5×n_還原劑（Br₂），故n_氧化劑（Br₂）：n_還原劑（Br₂）=5：1，故吸收1mol Br₂時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1mol×2×$\frac{1}{1+5}$×5=$\frac{5}{3}$mol，
故答案為：$\frac{5}{3}$；
（3）①工藝流程合成步驟中加入石灰乳，沉降后，將過(guò)濾后的濾液進(jìn)行脫硫，用Ca²⁺沉淀SO₄^2-生成CaSO₄沉淀，離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓：
②采用過(guò)濾的方法得到產(chǎn)品1為CaSO₄，濾液中加入石灰乳，發(fā)生反應(yīng)為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，合成中應(yīng)得到Mg（OH）₂沉淀，過(guò)濾、干燥的產(chǎn)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，
故答案為：Mg（OH）₂；69.6；
（4）電解熔融氯化鎂得到Mg與氯氣，電解反應(yīng)方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；電解時(shí)，若有少量水存在，Mg與水反應(yīng)生成氫氧化鎂與氫氣，會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，反應(yīng)方程式為：Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑，
故答案為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，主要是氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算，化學(xué)方程式計(jì)算，混合物成分的純度計(jì)算應(yīng)用，掌握物質(zhì)性質(zhì)和計(jì)算方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．