Question

海水是宝贵的自然资源，从海水中可以提取多种化工原料，如图是某工厂对海水综合利用的示意图：

(1)在粗盐中含有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂有①盐酸；②氯化钡溶液；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。则加入试剂的先后顺序是________(填编号)。

(2)步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是_____________。步骤Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式：_______________________。

(3)从步骤Ⅲ得到的Mg(OH)₂沉淀中混有少量的Ca(OH)₂，除去少量Ca(OH)₂的方法是向沉淀中加入MgCl₂溶液，充分搅拌后经________(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)₂。

(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用作镁蒸气冷却剂的是________(填字母)。

A．H₂ B．CO₂ C．N₂ D．O₂ E.水蒸气

Answer

③②④①(或其他合理答案) 富集溴元素 Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－ 过滤、洗涤 A

【解析】

降低海水温度得到粗盐和母液，通过CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)2、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓获取Mg(OH)2，将Mg(OH)2加盐酸浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，为防止镁离子水解，在HCl氛围中将MgCl2·6H2O加热蒸干得到无水MgCl2，电解熔融氯化镁得到Mg单质；从母液中得到NaBr溶液，向NaBr溶液中通入Cl2，发生反应2Br-+Cl2=2C1-+Br2，向低浓度Br2溶液中通人SO2，发生反应Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，向含有Br-的浓溶液中通入Cl2，得到高浓度Br2；将粗盐溶解得到溶液，向溶液中加入沉淀剂将镁离子、硫酸根离子、钙离子除去，得到饱和NaCl溶液，电解饱和NaCl溶液得到氯气、氢气和NaOH，据此分析解答。

(1) Ca2＋、Mg2＋、SO42-等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，最后加入盐酸，NaOH溶液的作用主要是除去粗盐中的Mg2＋，加入顺序只要在加入盐酸之前即可，所以正确顺序为②④③①或③②④①或②③④①；

(2)根据分析，步骤Ⅰ中获得Br2浓度较低，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是富集溴元素；步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，SO2具有还原性，Br2具有氧化性，二者在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢，离子方程式：Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－；

(3)从步骤Ⅲ得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入MgCl2溶液，使溶解度较小的Ca(OH)2转化为溶解度更小的Mg(OH)2，发生的离子反应为：Ca(OH)2+ Mg2＋=Mg(OH)2+ Ca2＋，则充分搅拌后过滤、洗涤即可得纯净的Mg(OH)2；

(4)镁蒸气的温度较高，高温下，镁单质可与氧气，氮气、二氧化碳、水蒸气发生反应，故答案选A。