Question

海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：

成分	含量/（mg·L^-1）	成分	含量/（mg·L^-1）
Cl^-	18980	Ca^2+	400
Na^+	10560	HCO3^-	142
SO4^2-	2560	Br^-	64
Mg^2+	1272

（1）电渗析法淡化海水示意图如下图所示；其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过。

①阳极主要电极反应式是____________。

②在阴极附近产生少量白色沉淀，两种主要的成分为____________。

③淡水的出口为_______（填“a”、“b”或“c”）。

（2）利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：

①从MgCl₂·6H₂O晶体得到无水MgCl₂的主要实验操作是_______________。

②依据上述流程，若将0.5m³海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl₂的体积为_________L（忽略Cl₂溶解）。

Answer

2Cl-－2e-=Cl2↑ Mg（OH）2、 CaCO3 b 在HCl气流中加热 8.96

【解析】试题分析：本题考查电渗析法淡化海水和从海水中提取Mg和溴，主要考查电解原理和电极反应式的书写、盐类水解的应用和化学计算。

（1）①由于放电顺序为Br-Cl-OH-含氧酸根，海水中Cl-含量远大于Br-，所以阳极主要的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。

②海水中H+的放电能力大于其他阳离子，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg2+与OH-形成Mg（OH）2沉淀，HCO3-与OH-生成的CO32-与Ca2+形成CaCO3沉淀；阴极附近少量白色沉淀的主要成分为Mg（OH）2和CaCO3。

③由于阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过，海水中阳离子流向阴极室，阴离子流向阳极室，淡水的出口是b。

（2）①由于MgCl2遇水发生水解生成Mg（OH）2和HCl，为了抑制MgCl2的水解，从MgCl2·6H2O晶体得到无水MgCl2应在HCl气流中加热，实验主要操作是：在HCl气流中加热。

②根据流程，海水中提取溴时，发生的反应为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2、SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，则两步中需要消耗的n（Cl2）=n（Br-）=0.5m364g/m380g/mol=0.4mol，在标准状况下消耗Cl2的体积为V（Cl2）=0.4mol22.4L/mol=8.96L。