Question

【題目】海水是巨大的資源寶庫，海水淡化及其綜合利用具有重要意義。

請回答下列問題：

Ⅰ.(1)步驟1中，粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質離子，粗鹽精制過程中要使用Na2CO3溶液，請寫出加入Na2CO3溶液后相關化學反應的離子方程式_________________。

(2)海水提溴，制得1mol Br2需要消耗_________ mol Cl2。步驟Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是___________________________。步驟Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有關反應的離子方程式為_______________________________。

(3)為了從工業Br2中提純溴，除去產物中殘留的少量Cl2，可向其中加入__________溶液。

Ⅱ.(1)Mg在元素周期表中的位置：_____________，Mg(OH)2的電子式：____________，Mg(OH)2中所含元素的簡單離子半徑由小到大的順序是____________________________。

(2)步驟Ⅳ由Mg(OH)2得到單質Mg，以下方法最合適的是_______________（填序號）。

A.Mg(OH)2MgCl2 Mg B. Mg(OH)2MgOMg

C. Mg(OH)2MgO Mg D. Mg(OH)2無水MgCl2 Mg

(3)判斷Mg(OH)2是否洗滌干凈的操作是__________________。

Ⅲ. 用Mg制成的格氏試劑(RMgBr)常用于有機合成，例如制備醇類化合物的合成路線如下：

(R：烴基： R'：烴基或H)依據上述信息，寫出制備所需溴代烴的可能結構簡式： ___________。

Answer 1

【答案】Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓ 2 抑制氯氣和水反應 Br2+SO32-+H2O=SO42-+2H++2Br- NaBr 第三周期第ⅡA族 r(O2-)>r(Mg2+)>r(H+) D 取最后的洗滌液少量于試管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果沒有沉淀生成，證明已洗凈 CH3CH2Br、CH3Br

【解析】

I.(1)SO42-、Ca2+、Mg2+等分別與BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反應生成沉淀，碳酸鈉一定在氯化鋇之后；加入的Na2CO3溶液會與過量的BaCl2溶液、CaCl2溶液發生沉淀反應；

(2)根據Cl2與NaBr反應的方程式中關系分析、計算；結合氯氣與水的反應是可逆反應分析；Na2SO3具有還原性，而Br2具有氧化性，二者發生氧化還原反應，根據電子守恒、原子守恒及電荷守恒書寫離子方程式；

(3)可用溴化鈉除去氯氣；

Ⅱ.(1)根據Mg核外電子排布判斷其在周期表中的位置；Mg(OH)2是離子化合物，Mg2+與2個OH-之間通過離子鍵結合；原子核外電子層數越多離子半徑越大，當層數相同時，核電荷數越小，離子半徑越大；

(2)制備氫氧化鎂的過程為：海水中含有鎂離子，首先將鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀，反應方程式為：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，然后將氫氧化鎂溶于鹽酸中得到氯化鎂溶液，反應方程式為：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，用氯化鎂溶液在氯化氫氛圍中制取無水氯化鎂，活潑金屬采用電解其熔融鹽的方法冶煉，鎂是活潑金屬，所以最后利用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂。

(3) Mg(OH)2沉淀是從NaCl溶液中過濾出來的，只要在Mg(OH)2的最后洗滌溶液中無Cl-就可判斷洗滌干凈；

Ⅲ.使鎂與CH3Br反應制成CH3MgBr然后與CH3CHO反應制取；也可以使Mg與CH3CH2Br反應制取CH3CH2MgBr，然后與甲醛HCHO發生反應制取得到，據此解答。

(1)向含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質離子的NaCl溶液中先加入過量BaCl2溶液除去SO42-，再加入過量Na2CO3溶液除去原溶液中含有的Ca2+及為除去SO42-而加入的過量的Ba2+，反應的離子方程式為：Ca2++CO32-=CaCO3↓，Ba2++CO32-=BaCO3↓；

(2)Cl2具有強的氧化性，在溶液中與Br-發生氧化還原反應：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，反應產生的Br2被含有SO2的溶液吸收，發生反應：Br2+2H2O+SO2=2HBr+H2SO4，通過該富集作用，然后向溶液中再通入氯氣，發生反應，根據方程式可知：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，可見每反應制取1mol Br2需要消耗2molCl2；步驟Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，這是由于氯氣溶于水，會與水發生反應，該反應是可逆反應：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，向該溶液中加入酸，增大c(H+)，可使反應平衡逆向移動，從而可起到抑制氯氣和水反應的作用。步驟Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，二者發生氧化還原反應，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得有關反應的離子方程式為Br2+SO32-+H2O=SO42-+2H++2Br-；

(3)由于氧化性Cl2>Br2，為除去溴單質中少量的Cl2，可向其中加入溴化鈉，氯氣與溴化鈉反應產生單質溴及NaCl，達到除去氯氣的目的；

Ⅱ.(1) Mg是12號元素，在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族；Mg(OH)2是離子化合物，Mg2+與2個OH-之間通過離子鍵結合，其電子式為；在Mg(OH)2中含有Mg、O、H三種元素，H+核外無電子，離子半徑最小，Mg2+、O2-核外電子排布相同，具有兩個電子層，由于原子核外電子層數越多離子半徑越大，所以離子半徑大小順序為r(O2-)>r(Mg2+)>r(H+)；

(2) A.氯化鎂中加入活潑的金屬發生置換反應，由于Mg很活潑，比鎂活潑的金屬冶煉是采用電解方法，消耗大量電能，不經濟，A錯誤；

B.氧化鎂熔點高，要求設備條件高，消耗更多能源，不經濟，B錯誤；

C.鎂能在CO2中燃燒生成碳和氧化鎂，鎂是活潑金屬，通常用電解的方法冶煉，不能用碳還原氧化鎂制備，C錯誤；

D.在HCl的氣氛中加熱Mg(OH)2，二者反應產生MgCl2，同時也抑制了MgCl2的水解，利用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂，反應方程式為：MgCl2Mg+Cl2↑，D正確；

故合理選項是D。

(3) Mg(OH)2沉淀是從NaCl溶液中過濾出來的，若在洗滌Mg(OH)2沉淀的最后一次洗滌溶液中無Cl-就可判斷洗滌干凈；操作方法是：取最后的洗滌液少量于試管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果沒有沉淀生成，證明已洗凈；

III.使鎂與CH3Br反應制成CH3MgBr然后與CH3CHO反應制取；也可以使Mg與CH3CH2Br反應制取CH3CH2MgBr，然后與甲醛HCHO發生反應制取得到，因此需要的溴代烴的可能結構簡式為CH3CH2Br或CH3Br。