Question

1．海洋約占地球表面積的71%，海水化學(xué)資源的利用具有非常廣闊的前景．
（1）鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的，其主要步驟如圖1：

①為了使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，試劑①可以選用氫氧化鈉（NaOH），要使MgSO₄完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑①的量應(yīng)過量；
②試劑②可以選用鹽酸；
③試從節(jié)約能源、提高金屬鎂的純度分析，以下適宜的冶鎂方法是C．
A．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{2800℃}^{電解}$Mg      B．Mg（OH）₂$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{還原}^{C}$Mg
C．Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂$→_{714℃}^{電解}$Mg    D．Mg（OH）₂$\stackrel{HCl}{→}$MgCl₂$→_{還原}^{活潑金屬}$Mg
（2）溴及其化合物用途十分廣泛，我國(guó)正在大力開展海水提溴的研究和開發(fā)工作．工業(yè)以濃縮海水為原料提取溴的部分過程如圖2：

某課外小組在實(shí)驗(yàn)室模擬上述過程設(shè)計(jì)如圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（所有橡膠制品均已被保護(hù)，夾持裝置已略去）：

①A裝置中通入a氣體的目的是（用離子方程式表示）Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
②A裝置中通入a氣體一段時(shí)間后，停止通入，改通熱空氣．通入熱空氣的目的是吹出Br₂；
③反應(yīng)過程中，B裝置中有SO₄^2-生成．檢驗(yàn)SO₄^2-的方法是取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-；
④C裝置的作用是吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中工業(yè)流程圖可知，海水中加入堿，使鎂離子沉淀，得到氫氧化鎂，氫氧化鎂溶于鹽酸得氯化鎂溶液，氯化鎂溶液在酸性條件下蒸發(fā)得無水氯化鎂，電解熔融的氯化鎂可得鎂．
①利用復(fù)分解反應(yīng)的條件及MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂時(shí)陰離子的變化來選擇試劑；
②根據(jù)框圖可知?dú)溲趸�鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂、水來分析；
③MgO的熔點(diǎn)高，制備鎂一般利用電解熔融的MgCl₂；
（2）①利用氧化還原反應(yīng)原理制取溴單質(zhì)；
②溴易揮發(fā)；
③硫酸根離子和鹽酸酸化的氯化鋇溶液反應(yīng)生成難溶性的白色沉淀；
④溴、氯氣和二氧化硫都有毒，不能直接排空．

解答 解：（1）①使MgSO₄轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，應(yīng)選擇堿，在轉(zhuǎn)化中不引入新的離子，則試劑①選擇NaOH，反應(yīng)的離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，為了使鎂離子完全轉(zhuǎn)化，加入試劑①的量應(yīng)過量，
故答案為：氫氧化鈉（NaOH）；過量；
②根據(jù)框圖可知?dú)溲趸�鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂、水，所以試劑②的名稱是鹽酸，
故答案為：鹽酸；         
③MgO的熔點(diǎn)高，不能利用電解或還原法來制備鎂，則ABD錯(cuò)誤；適宜的冶鎂方法是C，
故答案為：C；
（2）①要想使溴離子變成溴單質(zhì)，則加入的a能和溴離子發(fā)生反應(yīng)生成溴單質(zhì)，氯氣能和溴離子發(fā)生置換反應(yīng)生成溴單質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，
故答案為：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
②溴易揮發(fā)，升高溫度促進(jìn)其揮發(fā)，所以通入熱空氣的目的是吹出Br₂，
故答案為：吹出Br₂；
③溴有強(qiáng)氧化性，能和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)而生成溴離子和硫酸根離子，硫酸根離子和鹽酸酸化的氯化鋇溶液反應(yīng)生成難溶性的白色硫酸鋇沉淀，所以硫酸根離子的檢驗(yàn)方法為：取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-，
故答案為：取少量B裝置中反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明有SO₄^2-；
④氯氣不可能完全反應(yīng)，氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)，未反應(yīng)的二氧化硫、氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質(zhì)都能和堿反應(yīng)，所以C裝置是尾氣處理裝置，所以C的作用是：吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂，
故答案為：吸收未反應(yīng)的Cl₂、Br₂和SO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂的制備，明確海水中鎂的制備的流程及試劑的選擇來分析解答，注意MgO的熔點(diǎn)高是學(xué)生解答中易忽略的地方，制備鎂利用電解法，題目難度中等．