Question

10．我省的海水资源丰富，海水中主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-等离子．合理利用资源和保护环境是我省可持续发展的重要保证．
（1）海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料．试写出由无水氯化镁制取金属镁的化学反应方程式MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（2）某化工厂生产过程中会产生含有Cu²⁺和Pb²⁺的污水．排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据如表数据，你认为投入Na₂S（选填“Na₂S”或“NaOH”）效果更好．

难溶电解质	Cu（OH）2	CuS	Pb（OH）2	PbS
Ksp	4.8×10-20	6.3×10-36	1.2×10-15	1.0×10-28

（3）火力发电在江苏的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO₂会造成一系列环境和生态问题．利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图1所示：

①天然海水的pH≈8，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-（任写一个）．
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO₂的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图2所示．请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中SO₂的吸收效率，提出一条合理化建议：降低含硫烟气温度（或流速）．
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H₂SO₃、HSO₃^-等分子或离子，氧气氧化的化学原理是2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-（任写一个化学方程式或离子方程式）．氧化后的“海水”需要引入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中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）由无水氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 MgCl₂ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）根据题目中所给难溶电解质的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更难溶；
（3）①考察了强碱弱酸盐的水解反应的方程式的书写；
②根据图示可知：SO₂的吸收效率随着温度的升高而降低，随流速的增大而降低，
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S显+4价，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性会大大增强，氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放，主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

解答 解：（1）由无水氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，故答案为：MgCl₂ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（2）根据题目中所给难溶电解质的K_sp，可知Cu²⁺和Pb²⁺的硫化物K_sp更小，更难溶；所以用Na₂S除去污水中的Cu²⁺和Pb²⁺效果更好，故答案为：Na₂S；
（3）①天然海水的pH≈8，是因为海水中有CO₃^2-或HCO₃^-+它们水解使海水呈弱碱性，其离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②根据图示可知：SO₂的吸收效率随着温度的升高而降低，随流速的增大而降低，所以要提高含硫烟气中SO₂的吸收效率，可以降低含硫烟气温度（或流速），
故答案为：降低含硫烟气温度（或流速）；
③H₂SO₃或HSO₃^-中的S显+4价，均可被O₂氧化生成H⁺+SO₄^2-，酸性会大大增强，氧化后的“海水”需要引入大量的显碱性的海水与之混合后才能排放，主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺），
故答案为：2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-；中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

点评 本题考查了方程式的书写，氧化还原反应，沉淀溶解平衡，盐类水解等，掌握基础是关键，题目难度中等，综合性较强．