- 化学与资源开发利用
- 共19748题
海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如图所示:
(1)实验室里将粗盐制成精盐的过程中溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到一种仪器是______在过滤操作中使用该仪器的作用是______.
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤.______
(3)写出由MgCl2制得Mg的相应反应的化学方程式______.
正确答案
海水蒸发得到粗盐和母液,向母液中加入CaO,发生的反应为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,向氢氧化镁中加入盐酸发生反应Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,将氯化镁溶液浓缩得到MgCl2.6H2O,将MgCl2.6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg单质,将粗盐溶于水进行重结晶得到精盐.
(1)实验室里将粗盐制成精盐的过程中溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到一种仪器是玻璃棒,在溶解、蒸发过程中玻璃棒起搅拌作用,在过滤过程中玻璃棒起引流作用,
故答案为:玻璃棒;引流;
(2)溶度积常数大的物质向溶度积常数小的物质转化,氢氧化钙的溶度积常数大于氢氧化镁,所以加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤得到氢氧化镁固体,故答案为:加入氯化镁溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤;
(3)镁是活泼金属,工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故答案为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑.
下列叙述不正确的是( )
正确答案
A.地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海洋中,不是以溴单质形式存在于海洋中,故A错误;
B.把海水中低于浓度1mg/L的元素称为海水中的微量元素,即在每升海水中含量低于1mg的元素称为海水中的微量元素,故B正确;
C.海水也是锂元素的一个重要来源,故C正确;
D.世界上生产的镁大部分也来自海水,故D正确;
故选:A;
“天蓝蓝海蓝蓝,海边小城威海卫”.威海海水资源丰富,回答下列问题:
(1)海水中主要含有______等离子(写离子符号,至少答出4种).
(2)海水脱硫是一种有效除去火力发电产生的SO2的方法.其工艺流程如图甲所示,天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,其反应的化学方程式是:______;氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是______.
(3)图乙是海水综合利用的一个方面.
请回答下列问题:
Ⅰ.①步主要反应的离子方程式:______.溴及其化合物的用途有很多,写出其中的一种______.
Ⅱ.第③步需要加入______,其前面分离出氢氧化镁的操作称为______,将镁条在二氧化碳中燃烧的产物为______.
Ⅲ.粗盐水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④滴入稀盐酸至无气泡产生;
⑤过滤
正确的操作顺序是______.
正确答案
(1)海水中主要含有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸镁等,所以海水中主要含有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-;
故答案为:Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-;
(2)天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,氧气将H2SO3氧化为硫酸,该反应为:2H2SO3+O2═2H2SO4;氧化后的“海水”呈酸性,天然海水呈碱性,两者混合后才能排放,是为了中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸;
故答案为:2H2SO3+O2═2H2SO4;中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸;
(3)Ⅰ.第①步主要反应是氯气氧化溴离子生成单质溴和氯离子,离子方程式为:2Br-+Cl2═2Cl-+Br2;溴化银可作感光材料;
故答案为:2Br-+Cl2═2Cl-+Br2;溴化银可作感光材料;
II.第③步是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,需要加入盐酸;氢氧化镁不溶于水,可用过滤分离;镁能在二氧化碳中燃烧,方程式为:2Mg+CO22MgO+C,
故答案为:盐酸;过滤;MgO和C;
III.首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确顺序为:②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④;
故答案为:②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④;
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一.其工艺流程如下:
(1)溴在元素周期表中位于______周期,______族.
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,其原因是______.
(3)步骤④的离子方程式:______.
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80-900C.温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:______.
(5)步骤⑧中溴气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离.分离仪器的名称是______,分离时液溴从分离器的______(填“上口”或“下口”)排出.
(6)不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”的原因是______.
正确答案
(1)因溴在氯的下一周期,与氯在同一主族,所以溴在周期表中位于第4周期VIIA族,故答案为:第四,VIIA;
(2)氯气、溴单质与水之间能发生反应,用硫酸酸化,使氯气、溴单质和水的化学平衡左移,可提高Cl2的利用率,也能减少溴单质与水的反应,故答案为:酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;
(3)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;
(4)在溴水中,溴的沸点是58.5°C,水的是100°C,温度过高,大量水蒸气随之排出,溴气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低,
故答案为:温度过高,大量水蒸气随之排出,溴气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低;
(5)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,液溴在下层,从下口放出;故答案为:分液漏斗;下口;
(6)海水中溴离子的含量较少,在海水提取溴之前,必须进行海水浓缩,:“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低;
故答案为:氧化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“空气吹出、SO2吸收、氧化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程;
海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图
请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:
a.盐酸 b.氯化钡溶液 c.氢氧化钠溶液 d.碳酸钠溶液,则加入试剂的顺序是_______(填编号).
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2·6H2O晶体,需要进行的实验操作依次为______.
a.蒸馏 b.灼烧 .过滤 d.蒸发 e.冷却结晶
(3)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是__________________.
(4)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是____.
a.精制饱和食盐水进入阳极室
b.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
c.阴极产物为氢氧化钠和氢气
d.阳极的电极反应为:Cl2+2e-===2Cl-
(5)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(其溶解度与温度的关系如图所示),可进一步加工制得一些重要的产品.若将母液加热升温到60℃以上,随着水分的蒸发,会逐渐析出晶体,此晶体的主要成分是________;过滤上述晶体后,将滤液降温到30℃以下,又逐渐析出晶体,用一定量的冷水洗涤该晶体,最后可得到比较纯净的________晶体.
正确答案
(1)bdca或cbda
(2)e、c
(3)在HCl气流中脱水,防止MgCl2水解
(4)d
(5)MgSO4;NaCl、KCl
地球上的资源是有限的,要合理的开发和利用。海水化学资源的利用具有非常广泛的前景。
(1)下列有关海水综合利用的说法中,正确的是___________
A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到金属钾
B.用蒸馏、电渗析、离子交换等方法能从海水中提取淡水
C.从海水中可以得到氯化钠,电解熔融氯化钠可制取金属钠
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
(2)从海水中提取溴单质,其中一步工艺是在于先酸化的浓缩海水中,通入足量的氯气将溴离子氧化,该反应的离子方程式是 。
(3)镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可选用 ,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂①的量应 ,①后能分离得到Mg(OH)2的方法是 。试剂②可以选用 ,无水氯化镁在熔融状态下通电后会产生镁和氯气该反应的化学反应方程式为 。
正确答案
(1)BC
(2)2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
(3)Ca(OH)2或石灰乳;足量;过滤;盐酸;MgCl2(熔)Mg+Cl2↑
(三选一)[选修2:化学与技术]
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下
(1)溴在周期表中位于_______周期________ 族。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为______________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产 ,请解释原因:________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_______________________。
(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”后再蒸馏,这样操作的意义是___________________。
正确答案
(1)4;VIIA
(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(4)温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低
(5)分液漏斗
(6)“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在.有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中),得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:
(1)灼烧海带时需要用到的实验仪器是______(从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处).
A.烧杯B.坩锅C.表面皿D.铁架台(带铁圈)E.酒精灯F.干燥器
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①______,③______;
(3)过程②中充入适量Cl2的目的是______;
(4)操作③中所用的有机试剂可以是______(只填一种),简述选择其理由______.
(5)操作过程③可以分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL有机溶剂(你所选的)加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层液体;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;
H.静置、分层.
a.上述G步操作的目的是:______;
b.最后碘的有机溶液是通过______获得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”).
(6)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:______.
(7)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液,还需要经过蒸馏,观察如图所示实验装置指出其错误之处并加以改正______;
(8)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______,最后晶态碘在______里聚集.
正确答案
(1)灼烧海带时用坩埚盛放海带,用带铁圈的铁架台放置坩埚,用酒精灯进行加热,所以灼烧海带时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯,故选BDE;
(2)将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤,从碘水中获取碘单质采用萃取的方法,
故答案为:过滤;萃取;
(3)氯气和碘离子反应生成碘单质,为了时碘离子全部转化为碘单质,氯气应该足量,
故答案为:使I-转化为I2;
(4)萃取剂的选取标准是:溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,溶质和萃取剂不反应,萃取剂和原来溶剂不能互溶,四氯化碳符合萃取剂的选取标准,所以可以用四氯化碳作萃取剂,
故答案为:CCl4;不溶于水且溶解碘的能力远大于水;
(5)从分液漏斗中流出液体是通过大气压强控制的,为了使液体顺利流出,将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;
四氯化碳的密度大于水,所以四氯化碳在水的下层,则有机溶剂从分液漏斗的下口流出,
故答案为:a.平衡压力便于液体流出;b.漏斗下口;
(6)碘遇淀粉溶液变蓝色,要想检验碘单质,其操作方法是:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余,
故答案为:取提取碘后的水溶液于试管中,加入淀粉溶液,不变蓝,说明没有I2剩余;
(7)蒸馏过程中,如果里蒸馏烧瓶近的进水口,温度较高的蒸气遇到冷水温度急剧降低,则容易炸裂冷凝管,为防止冷凝管炸裂冷凝管中离蒸馏烧瓶近的口是出水口,且温度计测量的是蒸汽温度而不是溶液温度,所以这两处错误,
故答案为:温度计应该插到支管口略靠下位置,冷却水方向应该是下进上出;
(8)用酒精灯直接加热温度变化快,而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀,且温度高时碘易升华,为防止碘升华,采用水浴加热,碘在蒸馏烧瓶内聚集,
故答案为:控制温度,使蒸馏烧瓶内液体受热均匀,防止碘升华;蒸馏烧瓶.
目前世界上60%的镁是从海水提取的.海水提镁的主要流程如下:
请回答下列问题:
(1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是______,写出在沉淀池的离子方程式______.
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的______.
(3)操作A是______,操作B是______.
(4)加入的足量试剂a是______(填化学式).
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为______.从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于______.
(6)海水提镁的过程,为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁?______.
(7)有同学认为:可直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则.你______(填“同意”或“不同意”)该同学的想法,理由是______.
正确答案
(1)镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,写离子方程式时氢氧化镁沉淀写化学式,
故答案为:沉淀Mg2+(或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀);Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
(2)贝壳或牡蛎壳的主要成分为碳酸钙,
故答案为:贝壳(或牡蛎壳等)
(3)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法,从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁,防结晶水损失,通过加热浓缩或蒸发结晶的方法获得六水合氯化镁,
故答案为:过滤; 加热浓缩(或蒸发结晶);
(4)从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,加入的足量试剂a是HCl,
故答案为:HCl;
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极镁离子得到电子生成镁单质,所以氯化镁电解会产生Mg和Cl2,副产物氯气和氢气反应生成氯化氢,能循环使用,
故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,制盐酸,循环使用;
(6)将海水中的氯化镁含量大,由于未富集,镁离子浓度很低,直接加热浓缩提取须消耗大量的电能,成本高,且提取的氯化镁盐中混有大量的其它氯化钠盐等离子,所以须将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁,
故答案为:海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,该过程可以使镁离子富集,浓度高,且成本低.
(7)MgO熔点为3105℃,MgCl2熔点714℃,熔融MgO时耗费大量的能量,而增加生产成本,
故答案为:不同意; MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本;
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下
(1)溴在周期表中位于______周期,______族。
(2)步骤④的离子方程式:______________________________。
(3)已知溴的沸点是58.5℃,步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度为何要控制在80-90℃。温度过高或过低都不利于生产____________,请解释原因:________________________。
(4)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。若在实验室分离上述混合物的分离仪器的名称是____________,分离时液溴从分离器的_________(填“上口”或“下口”)排出。
(5)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”:________________________________________________。
正确答案
(1)第四;ⅦA
(2)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+ SO42-(3)温度过高,大量水蒸气排出,溴气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低
(4)分液漏斗;下口
(5)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程
海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图。
试回答下列问题:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制后可得NaCl饱和溶液,精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液,过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,最后加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式为__________________。
(2)海水提取食盐后的母液中含有K+、Na+、Mg2+等阳离子。从离子反应的角度思考,在母液里加入石灰乳起什么作用?_______________________________________
(3)海水里的镁元素处于游离态还是化合态?从海水中提取氯化镁的反应是不是氧化还原反应?用电解法冶炼金属镁的反应是不是氧化还原反应?为什么?
____________________________________
(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁。请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却___________
A.H2 B.CO2 C.空气 D.O2
正确答案
(1)OH-+H+=H2O、CO32-+2H+=H2O+ CO2↑
(2)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀
(3)化合态;不是;是,因为发生了化合价的变化
(4)A
海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下
(1)请列举海水淡化的两种方法:__________、____________。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、______、或H2、_______。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为________________________。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为___________________,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是________________。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图
请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称:___________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是________________。
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:________________。
④C中液体产生颜色为________________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是________________。
正确答案
(1)蒸馏法;电渗析法(或离子交换法)
(2)Cl2;NaOH;NaClO
(3)富集溴元素
(4)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+Br-;强酸对设备的严重腐蚀
(5)①冷凝管;②Br2腐蚀橡胶;③控制温度计b的温度,并收集59℃的馏分;④深红棕色;分液(或蒸馏)
(三选一)[选修2:化学与技术]
海水是巨大的资源宝库,溴的提取就是以海水为原料,其提取工艺流程如下图:
(1)请列举两种海水淡化的方法__________
(2)步骤③反应的化学方程式是______________________________
(3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,请解释原因_________________________________
(4)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏,得到液溴?_________________。
正确答案
(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任选两种即可)
(2)SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴气中水气增加,温度过低,溴不能完全蒸出,回收率低
(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高,经过“空气吹出、SO2吸收、氯化” 等步骤实际上是将溴水浓缩了
工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是
________。电解槽中的阳极材料为__________。
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备?
_____原因是_________________________。
(3)溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多,四氧化碳与水不互溶,故可用于萃取溴,但在上述工艺中却不用四氯化碳,原因是____________________________。
正确答案
(1)阴离子(Na+);钛(或石墨)
(2)否;如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀,产品不纯
(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大,经济效益低、环境污染严重
从海水中可以获得淡水、食盐,并可提取镁和溴等物质.
(一)海水淡化的方法主要有______(填一种).
(二)从海水中提取溴和镁的流程如图所示:
(1)提取Br2时,第一次通入Cl2后发生反应的离子方程式是______;②中SO2表现______(填“氧化”或“还原”)性;第二次通入Cl2后,要提取Br2还要进行的操作为______.
(2)为了实现对镁离子的富集,①中加入的足量试剂是______(填化学式);
试从节约能源,提高金属镁的纯度分析,以下最适宜的冶炼的方法是______(填字母).
A.Mg(OH)2MgO
Mg
B.Mg(OH)2MgO
Mg
C.Mg(OH)2无水MgCl2
Mg
D.Mg(OH)2MgCl2溶液
Mg.
正确答案
(一)淡化海水,应将水与海水中的盐进行分离,常用方法有蒸馏、电渗析以及离子交换法等,最简单的是蒸馏的方法,故答案为:蒸馏;
(二)向苦卤中加入试剂①得到Mg(OH)2,且不能引入新的杂质离子,则①应该是NaOH,Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液,将MgCl2.6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg;
向溶液中通入过量Cl2,发生反应2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,得到低浓度的Br2,用热空气将Br2吹出,然后用二氧化硫还原溴得到溴离子,反应方程式为SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,向氢溴酸中通入氯气,发生反应2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,从而得到高浓度的Br2,
(1)通过以上分析知,提取Br2时,第一次通入Cl2后发生反应的离子方程式是2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;②中发生的反应为SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr,S元素化合价由+4价变为+6价,所以SO2表现还原性;从溴水中获取溴单质采用萃取的方法,所以第二次通入Cl2后,要提取Br2还要进行的操作为萃取,
故答案为:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2;还原;萃取;
(2)通过以上分析知,为了实现对镁离子的富集,①中加入的足量试剂是NaOH,
A.氧化镁熔点很高,电解熔融态氧化镁会增加成本,故不适合;
B.真空、高温还原MgO增加成本,且条件难以控制,故不适合;
C.镁是活泼金属,采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,故适合;
D.镁是活泼金属,不能采用置换法获取,故不适合;
故选C;
故答案为:NaOH;C.
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