Question

海水中化学资源的综合开发利用，已受到各国的高度重视。Br₂和Mg等两种单质都可以从海水中提取，如图为提取它们的主要步骤：

请回答：

Ⅰ.从海水中提取的溴占世界溴年产量的三分之一，主要方法就是上述流程中的空气吹出法。

(1)制取Br₂时第一次通入Cl₂时发生反应的离子方程式是_________。

(2)吸收塔中反应的离子方程式是_______，工业生产1mol Br₂，理论上需要Cl₂的物质的量为______ 。

(3)取10L海水经过提纯浓缩，向吸收塔吸收后的溶液中加入0.100 mol/L AgNO₃溶液8.0 mL恰好完全反应，则海水中含溴的含量为______ mg/L(不考虑提纯过程中溴的损失)。

Ⅱ.镁及其合金是用途很广的金属材料，而目前世界上60%的镁就是从海水中按上述流程提取的。

(1)上述流程中为了使MgSO₄完全转化为Mg(OH)₂，试剂①可以选用__________ (写化学式)。

(2)步骤①包括加热、蒸发、冷却、结晶、____________。

(3)通电时无水MgCl₂在熔融状态下反应的化学方程式是_______________。

Answer

2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2 SO2＋2H2O＋Br 2＝4H＋＋2 Br－＋SO42－ 2mol 6.4 Ca(OH)2 过滤 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

【解析】

浓缩海水中主要含MgSO4、NaCl、NaBr，加入试剂氢氧化钙或氢氧化钠沉淀镁离子，过滤得到混合溶液中通入氯气，得到低浓度的溴单质，进入吸收塔用二氧化硫吸收得到溴化氢，再通入氯气得到高浓度的溴单质，氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶液溶解得到氯化镁溶液，加热、蒸发、冷却、结晶、过滤得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁得到镁和氯气。

由上述分析可知：

I．（1）浓缩海水与试剂①反应得到氢氧化镁，剩余混合液中含有的是溴离子，通入氯气后，氯气与溴离子反应生成单质溴和氯离子，其离子方程式是Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2；答案为：Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2。

（2）单质溴经过空气吹出法后被富集在吸收塔，通入的二氧化硫与单质溴反应生成硫酸和氢溴酸，其化学方程式是：Br2+SO2+2H2O═2H2SO4+2HBr，即其离子方程式为Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-；由①Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，②Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-，③Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，可知工业生产1mol Br2，需要2molCl2；答案为Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-，2mol。

（3）由反应Ag++Cl-=AgCl↓，Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，可知n(Ag+)~n(Cl-)~n(Br-)，由银元素的物质的量为0.1mol/L×8×10-3L=0.8×10-3mol，则溴元素的物质的量也为0.8×10-3mol，溴元素的质量为0.8×10-3mol×80g/mol=64×10-3g=64mg，则海水中含溴的含量为=6.4mg/L；答案为6.4mg/L。

II．（1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，从经济理念出发，试剂①可以选用由海洋中的贝壳得到的固体Ca(OH)2使MgSO4完全转化为沉淀；答案为Ca(OH)2。

（2）要从氯化镁溶液得到含结晶水的氯化镁，就需要蒸发、冷却、结晶，并通过过滤把固体从溶液中分离出来；答案为过滤。

（3）氯化镁电解为分解反应，产物为镁和氯气，所以电解方程式为：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑；答案为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。