Question

海水中含有豐富的化學(xué)元素，下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg（以MgCl₂形式存在）和Br₂（以NaBr的形式存在）以及通過(guò)氯堿工業(yè)獲得燒堿和氯氣等化工原料的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖：
請(qǐng)回答：
（1）在粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO

2- 4

等雜質(zhì)，精制時(shí)所用的試劑為：a．鹽酸　b．氯化鋇溶液　c．氫氧化鈉溶液　d．碳酸鈉溶液．則加入試劑的順序是（填編號(hào)）

 

．
（2）氯堿工業(yè)為高耗能產(chǎn)業(yè)，一種用電解池燃料電池相結(jié)合的新工藝可節(jié)能30%．如圖為工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖，根據(jù)圖示回答以下問(wèn)題：

a．寫(xiě)出燃料電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式

 

．
b．比較NaOH溶液的濃度a

 

b（填＞、＜、=）
（3）Mg（OH）₂中加入鹽酸后，要獲得MgCl₂?6H₂O晶體，按所需的實(shí)驗(yàn)操作依次為

 

．
a．蒸餾    b．灼燒    c．過(guò)濾
d．在HCl氣流中蒸發(fā)      e．冷卻結(jié)晶
（4）母液中常含有MgCl₂、NaCl、MgSO₄、KCl等（其溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示），可進(jìn)一步加工制得一些重要的產(chǎn)品．若將母液加熱升溫到60℃以上，隨著水分的蒸發(fā)，會(huì)逐漸析出晶體，此晶體的主要成分是

 

；過(guò)濾上述晶體后，將濾液降溫到30℃以下，又逐漸析出晶體，用一定量的冷水洗滌該晶體，最后可得到比較純凈的

 

晶體．

（5）在母液中通入足量的Cl₂，然后用熱空氣將Br₂吹出，再用SO₂吸收，寫(xiě)出此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)根據(jù)SO₄^2-、Ca ²⁺、Mg²⁺等易轉(zhuǎn)化為沉淀而被除去，以及根據(jù)不能產(chǎn)生新雜質(zhì)的要求排序，前面加入的過(guò)量溶液應(yīng)用后加入的溶液除去，最后加入適量的溶液；
（2）根據(jù)燃料電池的工作原理來(lái)回答；
（3）Mg（OH）₂中加入鹽酸后，要獲得MgCl₂?6H₂O晶體，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，然后過(guò)濾，如果要使該晶體變?yōu)闊o(wú)水氯化鎂，一定要在HCl氣氛中脫水，否則會(huì)水解；
（4）加熱時(shí)析出晶體，說(shuō)明該晶體溶解度隨溫度的升高而降低；降溫時(shí)析出晶體，說(shuō)明該晶體溶解度隨溫度的降低而降低以，用一定量的冷水洗滌該晶體，比較溫度較低時(shí)兩種物質(zhì)的溶解度大小，溶解度小的物質(zhì)就會(huì)析出；
（5）用SO₂水溶液吸收Br₂，使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的．

解答：解：（1）SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等分別與BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，可再通過(guò)過(guò)濾除去，Na₂CO₃溶液能除去過(guò)量的BaCl₂溶液，鹽酸能除去過(guò)量的Na₂CO₃溶液和NaOH溶液，所以應(yīng)先加BaCl₂溶液再加Na₂CO₃溶液，最后加入鹽酸，所以正確順序?yàn)閎dca或cbda或bcda等；
故答案為：bdca或cbda或bcda；
（2）燃料電池的工作原理：負(fù)極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，通入燃料的極是負(fù)極，即產(chǎn)生Y的極是陰極，所產(chǎn)生的是氫氣，在X處產(chǎn)生的是氯氣，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，所以a小于b，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；＜；
（3）Mg（OH）₂中加入鹽酸后，要獲得MgCl₂?6H₂O晶體，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，然后過(guò)濾，如果要使該晶體變?yōu)闊o(wú)水氯化鎂，一定要在HCl氣氛中脫水，否則會(huì)水解；
故答案為：dec；
（4）察溶解度圖象，當(dāng)溫度大于60℃，隨著溫度的升高，MgSO₄的溶解度反而下降，NaCl的溶解度一直比較低．所以這兩種物質(zhì)就會(huì)結(jié)晶析出；降溫時(shí)析出晶體，說(shuō)明該晶體溶解度隨溫度的降低而降低，從圖象可以看出，MgCl₂和KCl隨著溫度的降低而下降，將母液R降溫（降到30℃以下）析出晶體主要是MgCl₂，KCl，從圖象可以看出，在溫度較低時(shí)，MgCl₂的溶解度大于KCl的溶解度，所以冷水洗滌時(shí)較純的KCl固體就會(huì)析出；
故答案為：NaCl和MgSO₄；KCl；
（5）用SO₂水溶液吸收Br₂，使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸，二氧化硫被氧化為硫酸，即Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生氯堿工業(yè)的有關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．