Question

海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源，海水綜合利用的流程圖如圖1：
（一）某化學(xué)研究小組用圖2裝置模擬步驟I電解食鹽水（用鐵和石墨做電極）．
（1）a電極材料是

 

（填鐵、石墨），其電極反應(yīng)式為

 

．
（二）鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源，就MgCl₂粗產(chǎn)品的提純、鎂的冶煉過(guò)程回答下列問(wèn)題：
已知MgCl₂粗產(chǎn)品的溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺．
（2）把MgCl₂粗產(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，可選用的物質(zhì)是

 

（填序號(hào)，下同），加入

 

調(diào)節(jié)溶液的pH，充分反應(yīng)后過(guò)濾，可得MgCl₂溶液．
a．KMnO₄b．H₂O₂      c．MgO       d．NaOH
（3）步驟Ⅲ由MgCl₂?H₂O獲得MgCl₂的操作是：

 

．
（三）制取工業(yè)溴：
（4）步驟Ⅳ中已獲得Br₂，步驟Ⅴ中又將Br₂還原為Br^-，其目的是

 

．
（5）寫(xiě)出步驟Ⅴ用SO₂水溶液吸收Br₂的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用,電解原理

專題：

分析：（1）裝置圖中與直流電源正極連接的電極a為陽(yáng)極，溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，b為陰極；
（2）把MgCl₂粗產(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，可選用的物質(zhì)是過(guò)氧化氫，氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質(zhì)；
（3）氯化鎂易水解，應(yīng)在氯化氫氣流中獲得其晶體；
海水淡化后得到NaCl、母液、淡水，電解氯化鈉溶液得到氯氣，2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，將氯氣通入母液中發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，溴和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，再向含有HBr的溶液中通入適量氯氣蒸餾得到溴單質(zhì)，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答；
（4）富集溴元素；
（5）用SO₂水溶液吸收Br₂的反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫溴酸和硫酸．

解答： 解：（1）裝置圖中與直流電源正極連接的電極a為陽(yáng)極，溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：石墨；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）把MgCl₂粗產(chǎn)品的溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，可選用的物質(zhì)是過(guò)氧化氫，氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH除去，加入的試劑不引入新的雜質(zhì)應(yīng)選擇氧化鎂；
故答案為：b；c；
（3）如果直接在空氣中加熱MgCl₂?6H₂O則Mg²⁺會(huì)水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解，應(yīng)在氯化氫氣流中失水獲得氯化鎂晶體；
故答案為：應(yīng)在氯化氫氣流中失水獲得氯化鎂晶體；
海水淡化后得到NaCl、母液、淡水，電解氯化鈉溶液得到氯氣，2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，將氯氣通入母液中發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，溴和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，再向含有HBr的溶液中通入適量氯氣蒸餾得到溴單質(zhì)，則
（4）步驟I中已獲得Br₂，步驟II中又將Br₂還原為Br^-，步驟I中獲取的溴濃度較小，所以其目的是富集溴元素；
故答案為：富集溴元素；
（5）溴具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能發(fā)生氧化還原生成硫酸和氫溴酸，離子反應(yīng)方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水資源的開(kāi)發(fā)和利用，涉及電解原理、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱與冶煉方法的選取、電解原理、物質(zhì)的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，注意由帶結(jié)晶水的氯化鎂制取氯化鎂的條件，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．