Question

13．工業(yè)上對(duì)海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示．
回答下列問(wèn)題：
（1）下列改進(jìn)和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是②③④（填序號(hào)）．
①用混凝法獲取淡水    ②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量
③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種  ④改進(jìn)鈣、溴、鎂等的提取工藝
（2）電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽．離子膜和隔膜均允許通過(guò)的離子是Na⁺、H⁺，電解槽中的陰極產(chǎn)物為H₂，NaOH．
（3）采用“空氣吹出法”從濃縮海水吹出Br₂，并用純堿吸收，溴歧化為Br^-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂，則反應(yīng)的離子方程式為3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-，該反應(yīng)中吸收1.5molBr₂時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為2.5mol．
（4）在實(shí)驗(yàn)室中常用四氯化碳萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重．
（5）從海水中提取鎂，可按如下步驟進(jìn)行：①貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳、沉淀、過(guò)濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一系列操作，最終得到無(wú)水MgCl₂；④電解熔融MgCl₂得到鎂．
請(qǐng)寫出步驟②中反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂；簡(jiǎn)述步驟③的實(shí)驗(yàn)操作：對(duì)氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物．

Answer 1

分析 （1）混凝法使的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過(guò)濾除去，不能進(jìn)行海水淡化，通過(guò)改變工藝，可以提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，可以根據(jù)不同的原理改進(jìn)鈣、溴、鎂等的提取工藝；
（2）電解飽和食鹽水水時(shí)為了提高產(chǎn)率，通常將中間加入離子膜，只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，電解飽和食鹽水時(shí)兩極都可以用石墨做電極，陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，溶液中水電離平衡正向進(jìn)行，溶液中生成氫氧化鈉；
（3）從濃海水吹出Br₂，并用純堿吸收．溴歧化為Br-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂則反應(yīng)生成碳酸氫鈉，陰極氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算單質(zhì)轉(zhuǎn)移；
（4）如用四氯化碳萃取，然后還要進(jìn)行蒸餾操作，操作復(fù)雜，且污染環(huán)境；
（5）步驟②中反應(yīng)是氫氧化鈣和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和鈣離子；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一系列操作，最終得到無(wú)水MgCl₂，需要防止氯化鎂的水解．

解答 解：（1）①混凝法是加入一種混凝劑（如：明礬、鐵鹽等），使水中細(xì)小的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過(guò)濾除去，海水中可溶性雜質(zhì)不能除去，不能進(jìn)行海水淡化，故錯(cuò)誤；
②改進(jìn)工藝，盡可能減少新物質(zhì)引入，除去粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，故正確；
③海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)，海水中元素種類很多，改進(jìn)工藝可以優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，故正確；
④根據(jù)不同的提取原理可以改進(jìn)鈣、溴、鎂等的提取工藝，從而提高K、Br₂、Mg等的提取質(zhì)量，故正確；
故選：②③④；
（2）電解飽和食鹽水，電解槽離子膜或隔膜，允許陽(yáng)離子Na⁺和水H⁺通過(guò)，不允許陰離子通過(guò)，陰極是溶液中氫離子得到電子生成氫氣，水的電離平衡正向進(jìn)行，溶液中生成NaOH，2H⁺+2e^-=H₂↑
故答案為：Na⁺、H⁺；H₂，NaOH；
（3）從濃海水吹出Br₂，并用純堿吸收．溴歧化為Br-和BrO₃^-并沒有產(chǎn)生CO₂則反應(yīng)生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-，反應(yīng)吸收3mol溴單質(zhì)電子轉(zhuǎn)移5mol，該反應(yīng)中吸收1.5molBr₂時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為2.5mol，
故答案為：3Br₂+6CO₃^2-+3H₂O=5Br^-+BrO₃^-+6HCO₃^-；2.5mol；
（4）因?yàn)殇鍐钨|(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，而且四氯化碳與水不互溶，因此可用于萃取，但也有缺點(diǎn)，如四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大；經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重，
故答案為：四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重；
（5）步驟②中反應(yīng)是氫氧化鈣和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和鈣離子，反應(yīng)的離子方程式為：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂，將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一系列操作，最終得到無(wú)水MgCl₂，需要防止氯化鎂的水解，步驟為：對(duì)氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物，
故答案為：Ca（OH）₂+Mg²⁺=Ca²⁺+Mg（OH）₂，對(duì)氯化鎂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物．

點(diǎn)評(píng) 本題考查海水資源開發(fā)利用、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、電解原理等，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．