Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）海洋是一個豐富的資源寶庫，通過海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用。

（1）海水中鹽的開發(fā)利用：

①海水制鹽目前以鹽田法為主，建鹽田必須選在遠(yuǎn)離江河入海口，多風(fēng)少雨，潮汐落差大且又平坦空曠的海灘。所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和 池。

②目前工業(yè)上采用比較先進(jìn)的離子交換膜電解槽法進(jìn)行氯堿工業(yè)生產(chǎn)，在電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，請說明氯堿生產(chǎn)中陽離子交換膜的作用 （寫一點即可）。

（2）電滲析法是近年來發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如圖所示。其中具有選擇性的陰離子交換膜和陽離子交換膜相間排列。請回答下面的問題：

①海水不能直接通入到陰極室中，理由是 。

②A口排出的是 （填“淡水”或“濃水”）。

（3）用苦鹵（含Na+、K+、Mg2+、Cl－、Br－等離子）可提取溴，其生產(chǎn)流程如下：

①若吸收塔中的溶液含BrO3－，則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為 。

②通過①氯化已獲得含Br2的溶液，為何還需經(jīng)過吹出、吸收、酸化來重新獲得含Br2的溶液 。

③向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90℃左右進(jìn)行蒸餾的原因是 。

Answer 1

（1）①結(jié)晶；（2分） ②阻止氫氣與氯氣反應(yīng)，或阻止氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)使燒堿不純；（2分）

（2）①海水中含有較多的鎂離子和鈣離子，會產(chǎn)生氫氧化物沉淀從而堵塞陽離子交換膜。（3分）

②淡水；（2分） （3）①3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；（2分） ②富集溴；（2分）

③順利將溴蒸出，同時防止水餾出。（2分

【解析】

試題分析：（1）①海水曬鹽需要通過蒸發(fā)、結(jié)晶過程，因此所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和結(jié)晶池。

②在氯堿工業(yè)中由于陽離子交換膜只能允許陽離子通過，而陰離子和氣體均不能通過。因此用石墨作電解電解飽和氯化鈉時，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽離子交換膜而進(jìn)入陰極。相反如果氯氣進(jìn)入陰極易和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，同時也容易和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉而導(dǎo)致制取的氫氧化鈉不純。

（2）①由于海水中含有較多的鎂離子和鈣離子，電解時陰極產(chǎn)生的氫氧根離子會和金屬陽離子結(jié)合生成氫氧化物沉淀從而堵塞陽離子交換膜，導(dǎo)致電滲析法失敗，所以海水不能直接通入到陰極室中。

②根據(jù)電滲析法淡化海水示意圖可知，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，導(dǎo)致①室離子濃度變小，②室離子濃度不大，離子濃度大的為濃水，所以淡水在A處排出；

（3）①若吸收塔中的溶液含BrO3－，這說明碳酸鈉與溴水反應(yīng)，則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；

②由于從①出來的溶液中單質(zhì)溴的含量不高，如果直接蒸餾，造成產(chǎn)品成本高，所以需要進(jìn)一步濃縮溴，以提高溴的濃度；

③如果溫度過高，超過100℃，則水蒸氣也會被蒸出，導(dǎo)致溴中含有水分；如果溫度過低溴又不能能完全蒸出，導(dǎo)致產(chǎn)率低，所以向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90℃左右進(jìn)行蒸餾。

考點：考查海水綜合應(yīng)用的有關(guān)分析與判斷