Question

【題目】海水中化學(xué)資源的綜合開發(fā)利用，已受到各國的高度重視。Br2和Mg等兩種單質(zhì)都可以從海水中提取，如圖為提取它們的主要步驟：

請回答：

Ⅰ．從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的三分之一，主要方法就是上述流程中的空氣吹出法。

（1）制取Br2時第一次通入Cl2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________。

（2）吸收塔中反應(yīng)的離子方程式是___________。

Ⅱ．鎂及其合金是用途很廣的金屬材料，而目前世界上60%的鎂就是從海水中按上述流程提取的。

（1）上述流程中為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用______（寫化學(xué)式）。

（2）加入試劑②后反應(yīng)的離子方程式是_______________。

（3）步驟①包括加熱、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、____________。

（4）通電時無水MgCl2在熔融狀態(tài)下反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

Ⅲ．上述流程在生產(chǎn)溴和鎂的同時還可以制得其他化工物質(zhì)，比如制備耐火材料氧化鎂和鹽酸。生產(chǎn)方法是：

①將氯化鎂晶體（MgCl26H2O）加熱到523℃以上，該晶體可以分解得到耐火材料氧化鎂和兩種氣態(tài)化合物，其中一種氣體常溫下為無色液體。

②將兩種氣體冷卻至室溫，再根據(jù)需要，加入不同量的水，就可得到不同濃度的鹽酸．

（1）MgCl26H2O在523℃以上分解的化學(xué)方程式是___________。

（2）現(xiàn)用1molMgCl26H2O分解所得的非固體產(chǎn)物來制取密度為1.19g/cm3的鹽酸溶液168mL，需加水_______g（精確到0.1），該鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是_________mol/L（精確到0.1）。

Answer 1

【答案】 2Br－＋Cl2＝2Cl－＋Br2 SO2＋2H2O＋Cl2＝4H＋＋2Cl－＋SO42－ Ca(OH)2（答NaOH也得分） Mg(OH)2＋2H＋＝Mg2＋＋2H2O 過濾 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ MgCl2·6H2O＝MgO＋2HCl↑＋5H2O↑（氣體箭頭不打或不全扣1分） 36.9 11.9

【解析】濃縮海水中主要含MgSO4、NaCl、NaBr，加入試劑氫氧化鈣或氫氧化鈉沉淀鎂離子，過濾得到混合溶液中通入氯氣，得到低濃度的溴單質(zhì)，進入吸收塔用二氧化吸收得到溴化氫，再通入氯氣得到高濃度的溴單質(zhì)，氫氧化鎂沉淀中加入氫氧化鈉溶液溶解得到氯化鎂溶液，加熱、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到鎂和氯氣。

I．(1)濃縮溴水與試劑①反應(yīng)得到氫氧化鎂，剩余混合液中含有的是溴離子，通入氯氣后，氯氣與溴離子反應(yīng)生成單質(zhì)溴和溴離子，其離子方程式是Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2，故答案為：Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2；

(2)單質(zhì)溴經(jīng)過空氣吹出法后被富集在吸收塔，通入的二氧化硫與單質(zhì)溴反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，其化學(xué)方程式是：Br2+SO2+2H2O═2H2SO4+2HBr，即其離子方程式為Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-．在氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物的氧化性強，根據(jù)Cl2+2Br-═2 Cl-+Br2得，氧化性Cl2＞Br2．根據(jù)得Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-，氧化性Br2＞S O2．即氧化性為Cl2＞Br2＞SO2，故答案為：Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2 Br-；

II．(1)濃縮溴水與試劑①反應(yīng)得到氫氧化鎂，則試劑①可以是氫氧化鈉或氫氧化鈣，故答案為：NaOH或Ca(OH)2；

(2)氫氧化鎂與試劑②反應(yīng)得到氯化鎂，則試劑②必是鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Mg(OH)2+2 HCl═MgCl2+2 H2O，其離子方程式是Mg(OH)2+2 H+═Mg2++2H2O，故答案為：Mg(OH)2+2 H+═Mg2++2H2O；

(3)要從氯化鎂溶液得到含結(jié)晶水的氯化鎂，就需要蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，并通過過濾把固體從溶液中分離出來，故答案為：過濾；

(4)電解熔融狀態(tài)的無水氯化鎂可以得到氯氣和鎂單質(zhì)，即MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故答案為：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑；

III．(1)根據(jù)題意MgCl26H2O在523℃以上分解，實際上是MgCl26H2O高溫失水形成氯化鎂溶液，氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，然后氫氧化鎂高溫下分解得到氧化鎂，即MgCl26H2O在523℃以上分解得到的應(yīng)該是氧化鎂、氯化氫和水，其化學(xué)方程式是MgCl26H2OMgO+2 HCl↑+5H2O↑，故答案為：MgCl26H2OMgO+2 HCl↑+5H2O↑；

(2)得到的鹽酸的質(zhì)量是1.19g/cm3×168mL═199.92g．根據(jù)MgCl26H2OMgO+2 HCl↑+5H2O↑可知，1molMgCl26H2O分解可得2mol氯化氫、5mol水，二者的質(zhì)量共73g+90g=163g，則需要加水：199.92g-163g=36.92g，即需要加水36.9g；因為該鹽酸中含有2molHCl，體積為0.168L，則c(HCl)═=11.9mol/L，即該鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是11.9mol/L，故答案為：36.9 g；11.9。