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元素交响曲
卤素及其化合物(三)
发布时间:2024-08-14 14:23:53
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某研究小组利用海水提取粗盐后得到的苦卤(含Mg2Ca2+Br-等离子的溶液)提取Br2并制备含镁化合物。部分工艺流程设计如下:

image.png

回答下列问题:

1)步骤I中用硫酸酸化可抑制氯气与水的反应,原因是    (结合离子方程式回答)。

2)工业上常用Na2CO3法或SO2法实现含Br2混合气到液溴的转化,流程如下:

Na2CO3法:

image.png

① Na2CO3法中步骤的反应有气体生成,离子方程式为      。步骤V中蒸馏时蒸气出口温度通常控制在65-75℃,若温度过低,溴蒸出不充分;若温度过高,则会导致液溴中混有较多的            

② SO2法对比Na2CO3法的缺点是          (答出一条即可)。

3)提溴后所得含Mg2+Ca2+的溶液可设计如下流程制备碱式碳酸镁[Mg5OH)2CO3)4·4H2O]和无水氯化镁:

image.png

步骤的化学方程式为         

若步骤X中生成的COCO2物质的量之比为3:1,写出反应的化学方程式          

③25℃,步骤生成MgOH)2沉淀后,若溶液中残留的Mg2浓度为l.8×10-6mol/L 。则溶液的pH        ;此pH下,欲使MgOH)2沉淀中不含CaOH)2,则溶液中cCa2+)不能大于    (已知:25℃时,Ksp[MgOH)2]=1.8×10-11Ksp[CaOH)2]=5.5×10-6)



溶液c(H+)增大,image.png的平衡逆移,从而抑制氯气与水的反应            3CO32-+3Br2=5Br-+BrO3-+3CO2↑           水      SO2Cl2有毒,       可能导致环境污染     image.png                            image.png                11.5                    0.55mol/L

【详解】image.png,当溶液c(H+)增大,平衡逆移,从而抑制氯气与水的反应,故步骤I中用硫酸酸化时大致抑制氯气与水的反应的目的;

(2)①Na2CO3溶液吸收含Br2的混合气体,生成Br-BrO3-的同时,反应有CO2气体生成,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒得此反应的离子方程式为3CO32-+3Br2=5Br-+BrO3-+3CO2;溴易挥发,含溴的水溶液中通蒸气可促进溴蒸发,但温度过高,水也易蒸发出,导致液溴中仍混有一定量的水;

对比Na2CO3 SO2法使用的SO2Cl2有毒,可能导致环境污染;

(3)① 步骤Mg(HCO3)2溶液加热得到碱式碳酸镁[Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O],结合原子守恒,发生反应的化学方程式为image.png

步骤X高温加热MgOCl2C的混合物,生成的COCO2物质的量之比为3:1,同时得到MgCl2,反应中氯气是氧化剂,碳是还原剂,根据电子守恒及原子守恒可得此反应的化学方程式image.png

已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2)×c2(OH-)=1.8×10-11,image.png,此时溶液的pH14-2.5=11.5Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2)×c2(OH-)=5.5×10-6image.png