Question

6．我国有较长的海岸线，浩渺的海洋是一个巨大的物质资源和能量的宝库．目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源．
Ⅰ．从海水中提取食盐，采用的方法是海水晒盐．粗盐中除含有泥沙等不溶性杂质外，还含有MgCl₂、Na₂CO₃和Na₂SO₄等可溶性杂质．现欲得到纯净的食盐晶体，需经过多步操作．
（1）将粗盐溶于水，得到悬浊液．为除去不溶性杂质，需要选用的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒．
（2）检验滤液中含有SO₄^2-的方法是取适量溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加几滴BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO₄^2-．
Ⅱ．世界上60%的镁是从海水中提取的，已知MgO、MgCl₂的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl₂加热熔融后通电电解，都可得到金属镁．
（3）海水中含有MgCl₂，工业上从海水中提取镁，最合理的方法是D（填字母）
A．海水$\stackrel{NaOH}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{电解}{→}$Mg
B．海水$\stackrel{HCl}{→}$ MgCl₂溶液→MgCl₂熔融$\stackrel{电解}{→}$Mg
C．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{灼热}{→}$MgO$\stackrel{电解}{→}$ Mg
D．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂溶液→MgCl₂熔融$\stackrel{电解}{→}$Mg
Ⅲ．海水中溴的储藏量十分丰富，约占地球溴总藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg•L^-1．其工业提取方法有空气吹出纯碱吸收法、溶剂萃取法和空气吹出SO₂吸收法：
（4）空气吹出纯碱吸收法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质．该方法涉及的反应有：
①Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-（写出离子方程式）；
②3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑；
③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．
其中反应②中的氧化剂是Br₂．
（5）溶剂萃取法是利用单质溴在不同溶剂中溶解度不同的原理来进行的．下列可以用于萃取溴水中溴的试剂是②④．
①乙醇　　②四氯化碳　　③硝酸　　④苯．
（6）空气吹出SO₂吸收法与纯碱吸收法基本相同，不同之处在于将溴吹出后是用SO₂来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸既得单质溴．写出溴单质与二氧化硫反应的化学方程式：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）除去不溶性杂质需要用过滤装置，依据过滤装置选择玻璃仪器；
（2）选盐酸、氯化钡检验硫酸根离子，先加盐酸排除其它离子的干扰；
（3）海水中含有MgCl₂，工业上从海水中提取镁，在海水苦卤中加石灰乳过滤得沉淀氢氧化镁，然后加盐酸得到氯化镁，经浓缩、结晶、脱水、电解可以得到金属镁，据此即可解答；
（4）氯气有强氧化性，能氧化溴离子生成溴单质，还原剂失电子化合价升高而发生氧化反应；
（5）用于萃取实验的仪器是分液漏斗，萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取剂和原溶剂不互溶，萃取剂和溶质不反应；
（6）溴有氧化性，二氧化硫有还原性，在水溶液里，二氧化硫和溴发生氧化还原反应；

解答 解：（1）除去不溶性杂质可以利用过滤装置分离，用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：玻璃棒；
（2）检验溶液中含有SO₄^2-的方法是取适量溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加几滴BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO₄^2-，
故答案为：取适量溶液于试管中，滴加足量盐酸，再滴加几滴BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO₄^2-；
（3）A．在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，Mg（OH）₂热稳定性差，受热分解，工业上，电解熔融MgCl₂冶炼金属镁，故A错误；
B．海水中含有可溶性的Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、Na⁺、Cl^-、加盐酸得不到纯净的氯化镁溶液，所以无法得到纯净的氯化镁固体，故B错误；
C．在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，灼烧得到氧化镁，但MgO的熔点为2800℃、熔点高，电解时耗能高，所以，工业上，电解熔融MgCl₂冶炼金属镁，故C错误；
D．在海水苦卤中加氢氧化钠过滤得沉淀氢氧化镁，再将沉淀分离后加入盐酸变成MgCl₂，之后经过滤、干燥、电解，即可得到金属镁，故D正确；
故答案为：D；
（4）氯气有强氧化性，能氧化溴离子生成溴单质，自身被还原生成氯离子，离子反应方程式为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；Br₂+3CO₃^2-=BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑中Br₂的化合价由0价变为+5价和-1价，所以Br₂是氧化剂发生还原反应，也是还原剂发生氧化反应，还原剂、氧化剂都为Br₂，③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．中的还原剂是Br^-，
故答案为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；Br₂；
（5）用于萃取实验的仪器是分液漏斗，萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取剂和原溶剂不互溶，萃取剂和溶质不反应，根据萃取剂的选取标准知，乙醇、硝酸都和水互溶，所以不能作萃取剂，能作萃取剂的是四氯化碳、苯，
故答案为：②④；
（6）溴有氧化性，二氧化硫有还原性，在水溶液里，二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，反应方程式为：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
故答案为：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．

点评 本题以海水资源的综合利用为载体综合考查物质的分离、提纯，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目难度中等，涉及萃取剂的选取、氧化还原反应、等知识点，基本概念、基本理论是解答关键．