Question

海水是應(yīng)用前景廣闊的化工原料資源，從海水中可提取各種化工原料．如圖是工業(yè)上對海水的幾項綜合利用的示意圖：
回答下列問題：
（1）①粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，精制時所用試劑為：A：鹽酸；B：BaCl₂溶液；C：NaOH溶液；D：Na₂CO₃溶液．加入試劑的順序是    ．
②電解飽和食鹽水時，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應(yīng)為    ，與電源負(fù)極線連的電極附近溶液pH    （變大、不變、變小）．
（2）工業(yè)上從海水中提取的NaCl，可用來制取純堿，其簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應(yīng)后過濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿．
①氣體A、B是CO₂或NH₃，則氣體A應(yīng)是    （填化學(xué)式）．C的制得發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為    ．
②濾液D中主要含有NH₄Cl、NaHCO₃等物質(zhì)，工業(yè)上是向濾液D中通入NH₃，并加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出不含有NaHCO₃的副產(chǎn)品
NH₄Cl晶體，則通入NH₃的作用是    ．
（3）空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一．
a、寫出步驟①④反應(yīng)的離子方程式：①    ；④    ．
b、在步驟⑥的蒸餾過程中，溫度應(yīng)控制在80-90℃、溫度過高過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：    ．
c、在步驟①、②之后并未直接用“含溴的海水”進(jìn)行蒸餾得到液溴，而是經(jīng)過“空氣吹出”、“SO₂吸收”、“氯化”后再蒸餾，這樣操作的意義是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①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最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子進(jìn)行分析；
②根據(jù)電解池的工作原理，分析兩個電極上放電的離子，并確定生成的物質(zhì)；
（2）①根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；
②根據(jù)氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；
（3）a、氯氣具有氧化性，能將溴離子氧化；單質(zhì)溴具有氧化性，能將二氧化硫氧化；
b、在溴水中，溴的沸點是58.5°C，水的是100°C，溫度80℃-90℃時，水不沸騰而溴蒸氣揮發(fā)；
c、海水中溴離子的含量較少，在海水提取溴之前，必須進(jìn)行海水濃縮以節(jié)約成本．
解答：解：（1）①因用蒸發(fā)結(jié)晶的方法可以從海水中獲得食鹽，鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的石灰乳可以將鎂離子沉淀，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，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，離子都沉淀了，在進(jìn)行過濾，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，所以添加試劑的順序為CBDA或BCDA，故答案為：CBDA或BCDA；
②電解飽和食鹽水時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程為2H⁺+2e^-=H₂↑，在該極附近氫離子減少，氫氧根濃度增加，所以大量的氫氧化鈉在陰極出現(xiàn)，溶液的PH增大，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；變大；
（2）①向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿．上述反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，故答案為：NH₃；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
②氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，
故答案為：氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；
（3）a、氯氣具有氧化性，能將溴離子氧化成單質(zhì)溴：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，故答案為：2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂；
單質(zhì)溴具有氧化性，能將二氧化硫氧化成硫酸：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
b、在溴水中，溴的沸點是58.5°C，水的是100°C，溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，故答案為：溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低；
c、海水中溴離子的含量較少，在海水提取溴之前，必須進(jìn)行海水濃縮，故答案為：“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”的過程實際上是一個Br₂的濃縮過程，與直接蒸餾含Br₂海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低．
點評：本題主要考查了粗鹽的提純、候氏制堿、海水提溴的原理，難度不大，根據(jù)課本知識即可完成．