Question

【題目】海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下表所示。

成分	含量（mg·L－1）	成分	含量（mg·L－1）
Cl－	18980	Ca2＋	400
Na＋	10560	HCO3-	142
SO42-	2560	Br－	64
Mg2＋	1272

利用海水可以提取溴和鎂，提取過(guò)程如下。

（1）提取溴的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)兩次Br－→Br2轉(zhuǎn)化的目的是：①__ ___，

吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：②_____________ _______。

用平衡移動(dòng)原理解釋通空氣的目的：③___ ____________。

（2）吸收塔中也可采用純堿吸收Br2，主要反應(yīng)如下，請(qǐng)配平并表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

□Br2＋□Na2CO3＋□H2O―→□NaBr＋□NaBrO3＋□NaHCO3

（3）從MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶體的主要操作是①____ ____、過(guò)濾、洗滌、干燥。最后一步冶煉得到金屬鎂的化學(xué)方程式為②____ ____；冶煉時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式③____ __________。

（4）依據(jù)上述流程，若將10 m3海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2

的體積為_(kāi)_______L（忽略Cl2的溶解）。

Answer 1

【答案】（1）①對(duì)溴元素進(jìn)行富集

②SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO42-

③通入空氣將溴蒸氣帶出，使Br2（g） Br2（aq）（或Br2＋H2OHBr＋HBrO）平衡向左移動(dòng)

（2）3,6,3-5,1,6；電子轉(zhuǎn)移5e－

（3）①加熱濃縮、冷卻結(jié)晶

②MgCl2Mg＋Cl2↑

③Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑

（4）179.2

【解析】

試題分析：（1）①依據(jù)利用海水可以提取溴和鎂，流程中提取溴的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)2次Br-→Br2轉(zhuǎn)化的目的是更多的得到溴單質(zhì)，提取過(guò)程對(duì)溴元素進(jìn)行富集；②吸收塔內(nèi)通入的是二氧化硫氣體是和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴離子，在蒸餾塔中被氯氣氧化得到更多的溴單質(zhì)，吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為；SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；③通入空氣的目的是將溴蒸氣帶出，使Br2（g） Br2（aq）（或Br2＋H2OHBr＋HBrO）平衡向左移動(dòng)。

故答案為：①對(duì)溴元素進(jìn)行富集；②SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；③通入空氣將溴蒸氣帶出，使Br2（g） Br2（aq）（或Br2＋H2OHBr＋HBrO）平衡向左移動(dòng)。

（2）根據(jù)吸收塔中也可采用純堿吸收Br2的反應(yīng)□Br2＋□Na2CO3＋□H2O―→□NaBr＋□NaBrO3＋□NaHCO3中，溴元素的化合價(jià)由0價(jià)分別變?yōu)?1價(jià)和+5價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等首先確定5NaBr+NaBrO3，進(jìn)而配平方程式系數(shù)為：3,6,3,5,1,6；用雙線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：。

故答案為：3,6,3,5,1,6；；

（3）從MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶體的主要操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。最后一步冶煉得到金屬鎂的化學(xué)方程式為：MgCl2Mg＋Cl2↑；冶煉時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑。

故答案為：①加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；②MgCl2Mg＋Cl2↑；③Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑；

（4）若將10m3海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，依據(jù)圖表中溴元素含量為64mg/L，10m3海水中含溴元素=10×1000L×64g/L×10-3=640g；物質(zhì)的量==8mol，依據(jù)反應(yīng)計(jì)算得到：2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，消耗氯氣物質(zhì)的量為：4mol；提取過(guò)程中需要兩次通入氯氣實(shí)現(xiàn)溴離子被氧化，所以至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2的物質(zhì)的量為8 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 8mol×22.4L/mol=179.2L。

故答案為：179.2。