Question

2．我國有較長的海岸線，浩渺的海洋是一個巨大的物質(zhì)資源和能量的寶庫．目前，世界各國都在研究如何充分利用海洋資源．
I．海水淡化可采用膜分離技術(shù)．如圖所示，對淡化膜右側(cè)的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而海水中其它各種離子不能通過淡化膜，從而得到淡水．對加壓后右側(cè)海水成分變化分析正確的是B
A．溶質(zhì)質(zhì)量增加     B．溶劑質(zhì)量減少
C．溶液質(zhì)量不變     D．溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少
Ⅱ．從海水中提取食鹽，采用的方法是海水曬鹽．粗鹽中除含有泥沙等不溶性雜質(zhì)外，還含有MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄等可溶性雜質(zhì)．現(xiàn)欲得到純凈的食鹽晶體，需經(jīng)過多步操作．試回答：
（1）將粗鹽溶于水，得到懸濁液．為除去不溶性雜質(zhì)，需要選用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（2）檢驗濾液中含有SO₄^2-的方法先加稀鹽酸，再加BaCl₂溶液．
（3）欲除去食鹽水中的MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄，應(yīng)向該食鹽水中依次加入NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，然后過濾；為盡可能除去雜質(zhì)，每次加入的試劑應(yīng)稍過量．
（4）向所得溶液中滴加稀鹽酸至無氣泡產(chǎn)生，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到食鹽晶體．
Ⅲ．世界上60%的鎂是從海水中提取的，已知MgO、MgCl₂的熔點分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl₂加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂．海水中含有MgCl₂，工業(yè)上從海水中提取鎂，最合理的方法是D
A．海水$\stackrel{NaOH}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{電解}{→}$Mg
B．海水$\stackrel{HCl}{→}$ MgCl₂溶液→MgCl₂熔融$\stackrel{電解}{→}$Mg
C．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{灼熱}{→}$MgO$\stackrel{電解}{→}$ Mg
D．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂溶液→MgCl₂熔融$\stackrel{電解}{→}$Mg
Ⅳ．海水中溴的儲藏量十分豐富，約占地球溴總藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65mg•L^-1．其工業(yè)提取方法有：
（1）空氣吹出純堿吸收法．方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，使溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)．該方法涉及的反應(yīng)有：
①Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-（寫出離子方程式）；
②3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑；
③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．
其中反應(yīng)②中氧化劑是Br₂；還原劑是Br₂．
（2）空氣吹出SO₂吸收法．該方法基本同（1），只是將溴吹出后是用SO₂來吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴．
寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．
（3）溶劑萃取法．該法是利用單質(zhì)溴在水中和溶劑中溶解度的不同的原理來進(jìn)行的．實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是分液漏斗．下列可以用于海水中溴的萃取的試劑是②④．
①乙醇  ②四氯化碳  ③硝酸  ④苯．

Answer 1

分析 Ⅰ．水分子可以透過淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而海水中的各種離子不能透過淡化膜從而得到淡水；
Ⅱ．從海水中提取食鹽，采用的方法是海水曬鹽；
（1）除去不溶性雜質(zhì)需要用過濾裝置，依據(jù)過濾裝置選擇玻璃儀器；
（2）檢驗硫酸根離子，可先加入鹽酸，如無現(xiàn)象，再加入氯化鋇檢驗；
（3）從電離的角度分析粗鹽中的雜質(zhì)可知：溶液中的雜質(zhì)離子為鈣離子、鎂離子、和硫酸根離子，根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，過濾要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后可以將過量的鋇離子沉淀；
（4）最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子；
Ⅲ．海水中含有MgCl₂，工業(yè)上從海水中提取鎂，在海水苦鹵中加石灰乳過濾得沉淀氫氧化鎂，然后加鹽酸得到氯化鎂，經(jīng)濃縮、結(jié)晶、脫水、電解可以得到金屬鎂；
Ⅳ．（1）氯氣有強氧化性，能氧化溴離子生成溴單質(zhì)，還原劑失電子化合價升高而發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）溴有氧化性，二氧化硫有還原性，在水溶液里，二氧化硫和溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）用于萃取實驗的儀器是分液漏斗，萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和原溶劑不互溶，萃取劑和溶質(zhì)不反應(yīng)．

解答 解：Ⅰ．海水中溶劑是水，由水分子可以透過淡化膜進(jìn)入左側(cè)淡水池，而海水中的各種離子不能透過淡化膜說明加壓后右側(cè)海水中溶劑減少，溶質(zhì)不變，所以溶液質(zhì)量也減少，由于溶質(zhì)不變，所以溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大．
故答案為：B；     
Ⅱ．從海水中提取食鹽，采用的方法是海水曬鹽，
故答案為：海水曬鹽；
（1）除去不溶性雜質(zhì)可以利用過濾裝置分離，用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）檢驗硫酸根離子，可先加稀鹽酸，再加BaCl₂溶液，如生成沉淀，說明含有硫酸根離子，故答案為：先加稀鹽酸，再加BaCl₂溶液；
（3）首先要把粗鹽溶于水形成溶液，然后鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀，至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，離子都沉淀了，再進(jìn)行過濾，為使離子沉淀完全，需要加入的試劑都必須是過量；
故答案為：BaCl₂；Na₂CO₃；稍過量；
（4）最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，最后經(jīng)蒸發(fā)操作得到較純凈的氯化鈉，故答案為：稀鹽酸；
Ⅲ．A．在海水苦鹵中加氫氧化鈉過濾得沉淀氫氧化鎂，Mg（OH）₂熱穩(wěn)定性差，受熱分解，工業(yè)上，電解熔融MgCl₂冶煉金屬鎂，故A錯誤；
B．海水中含有可溶性的Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、Na⁺、Cl^-、加鹽酸得不到純凈的氯化鎂溶液，所以無法得到純凈的氯化鎂固體，故B錯誤；
C．在海水苦鹵中加氫氧化鈉過濾得沉淀氫氧化鎂，灼燒得到氧化鎂，但MgO的熔點為2800℃、熔點高，電解時耗能高，所以，工業(yè)上，電解熔融MgCl₂冶煉金屬鎂，故C錯誤；
D．在海水苦鹵中加氫氧化鈉過濾得沉淀氫氧化鎂，再將沉淀分離后加入鹽酸變成MgCl₂，之后經(jīng)過濾、干燥、電解，即可得到金屬鎂，故D正確；
故選D；
Ⅳ．（1）氯氣有強氧化性，能氧化溴離子生成溴單質(zhì)，自身被還原生成氯離子，離子反應(yīng)方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；Br₂+3CO₃^2-=BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑中Br₂的化合價由0價變?yōu)?5價和-1價，所以Br₂是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，也是還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，還原劑、氧化劑都為Br₂；
故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；Br₂；Br₂；
（2）溴有氧化性，二氧化硫有還原性，在水溶液里，二氧化硫和溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，反應(yīng)方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
（3）用于萃取實驗的儀器是分液漏斗，萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和原溶劑不互溶，萃取劑和溶質(zhì)不反應(yīng)，根據(jù)萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)知，乙醇、硝酸都和水互溶，所以不能作萃取劑，能作萃取劑的是苯、四氯化碳；
故答案為：分液漏斗；②④．

點評 本題以海水資源的綜合利用為載體綜合考查物質(zhì)的分離、提純，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等，涉及萃取劑的選取、氧化還原反應(yīng)、等知識點，從整體上分析流程，明確每一步可能發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，再結(jié)合基本概念、基本理論是解答關(guān)鍵．