Question

海水是应用前景广阔的化工原料资源，从海水中可提取各种化工原料．如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：
回答下列问题：
（1）①粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用试剂为：A：盐酸；B：BaCl₂溶液；C：NaOH溶液；D：Na₂CO₃溶液．加入试剂的顺序是    ．
②电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应为    ，与电源负极线连的电极附近溶液pH    （变大、不变、变小）．
（2）工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱．
①气体A、B是CO₂或NH₃，则气体A应是    （填化学式）．C的制得发生反应的化学方程式为    ．
②滤液D中主要含有NH₄Cl、NaHCO₃等物质，工业上是向滤液D中通入NH₃，并加入细小食盐颗粒，冷却析出不含有NaHCO₃的副产品
NH₄Cl晶体，则通入NH₃的作用是    ．
（3）空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一．
a、写出步骤①④反应的离子方程式：①    ；④    ．
b、在步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80-90℃、温度过高过低都不利于生产，请解释原因：    ．
c、在步骤①、②之后并未直接用“含溴的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”、“SO₂吸收”、“氯化”后再蒸馏，这样操作的意义是    ．

Answer

（1）①根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，过滤要放在所有的沉淀操作之后，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀最后再用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子进行分析；
②根据电解池的工作原理，分析两个电极上放电的离子，并确定生成的物质；
（2）①根据制取纯碱的原理：向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱；
②根据氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根和氢氧根离子，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析，溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度；
（3）a、氯气具有氧化性，能将溴离子氧化；单质溴具有氧化性，能将二氧化硫氧化；
b、在溴水中，溴的沸点是58.5°C，水的是100°C，温度80℃-90℃时，水不沸腾而溴蒸气挥发；
c、海水中溴离子的含量较少，在海水提取溴之前，必须进行海水浓缩以节约成本．
【解析】
（1）①因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐，镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以添加试剂的顺序为CBDA或BCDA，故答案为：CBDA或BCDA；
②电解饱和食盐水时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程：2Cl--2e-=Cl2↑；阴极是氢离子得电子生成氢气的过程为2H++2e-=H2↑，在该极附近氢离子减少，氢氧根浓度增加，所以大量的氢氧化钠在阴极出现，溶液的PH增大，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；变大；
（2）①向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱．上述反应的化学方程式分别为NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，故答案为：NH3；2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；
②氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根和氢氧根离子，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来，溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度，
故答案为：氨气溶于水后生成氨水，氨水电离成铵根和氢氧根离子，增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来，溶液碱性增强，使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠，可以提高氯化铵的纯度；
（3）a、氯气具有氧化性，能将溴离子氧化成单质溴：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2，故答案为：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2；
单质溴具有氧化性，能将二氧化硫氧化成硫酸：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，故答案为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；
b、在溴水中，溴的沸点是58.5°C，水的是100°C，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低，故答案为：温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低；
c、海水中溴离子的含量较少，在海水提取溴之前，必须进行海水浓缩，故答案为：“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低．