Question

海水占地球總儲水量的97.2%．若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可以解決淡水資源缺乏的問題，又可以充分利用海洋資源．
（1）目前以下“技術(shù)“中可用于”海水淡化“的是

 

（填序號）．
①蒸餾法②膜分離法（電滲析、反滲透）③冷凍法④離子交換法
（3）工業(yè)上從海水提取NaCl可用來制取純堿，其簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體A，后通入氣體B，充分反應后，過濾得到晶體C和濾液D，將晶體C灼燒即可制得純堿．
①氣體A、B是CO₂或NH₃的一種，則氣體A應是

 

（填化學式）．
②濾液D中主要含有NH₄Cl、NaHCO₃的副產(chǎn)品NH₄Cl晶體，則通入NH₃的作用是

 

．
（3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)將電解池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30%以上．在這種工藝設計中，相關(guān)物料的化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過

①圖中X、Y分別是

 

、

 

（填化學式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a%與b%的大小

 

；
②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應正極：

 

；負極：

 

；
③這樣設計的主要節(jié)（電）能之處在于（寫出2處）

 

、

 

．

Answer 1

考點：電解原理,海水資源及其綜合利用,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題,電化學專題

分析：（1）淡化海水，應將水與海水中的鹽進行分離，常用方法有蒸餾、電滲析以及離子交換法等，以此解答；
（2）根據(jù)制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；
①氣體A、B是CO₂或NH₃的一種，則氣體A應是氨氣為了增大二氧化碳的反應量，更多生成碳酸氫鈉；
②根據(jù)氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來分析，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；
（3）①根據(jù)陽離子交換膜的作用和燃料電池的工作原理來回答；
②根據(jù)燃料電池的工作原理來回答；
③根據(jù)燃料電池能將化學能轉(zhuǎn)化為電能結(jié)合該方法來分析其優(yōu)點之處．

解答： 解：（1）①蒸餾法②膜分離法（電滲析、反滲透）③冷凍法④離子交換法
①因水的沸點較低，可用蒸餾法得到蒸餾水，實現(xiàn)海水淡化的目的，故①正確
②利用膜分離法可使相應的離子通過半透膜以達到硬水軟化的效果，故②正確；
③依據(jù)氯化鈉和水的熔點不同，冷凍海水使之結(jié)冰，在液態(tài)海水變成固態(tài)冰的同時鹽被分離出去，故③正確；
④通過離子交換樹脂可以除去海水中的離子，從而達到淡化海水的目的，故④正確；
故答案為：①②③④；
（2）向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；
①氣體A應是氨氣為了增大二氧化碳的反應量，更多生成碳酸氫鈉，氣體B為CO₂；
故答案為：NH₃；
②氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度，
故答案為：氨氣溶于水后生成氨水，氨水電離成銨根和氫氧根離子，增大銨根的濃度有利于氯化銨的析出來，溶液堿性增強，使碳酸氫鈉轉(zhuǎn)換為溶解度較大的碳酸鈉，可以提高氯化銨的純度；
（3）①在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，通入燃料的極是負極，即產(chǎn)生Y的極是陰極，所產(chǎn)生的是氫氣，在X處產(chǎn)生的是氯氣，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，所以a%小于b%；
故答案為：Cl₂；H₂；a%小于b%；
②燃料電池的工作原理：負極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應，即O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，正極是氧氣發(fā)生得電子得還原反應，即H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
③燃料電池能將化學能轉(zhuǎn)化為電能，所以燃料電池可以補充電解池消耗的電能，此外還可以提高產(chǎn)出堿液的濃度，降低能耗；
故答案為：燃料電池可以補充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)出堿液的濃度（降低能耗）．

點評：本題考查物質(zhì)的分離、提純，原電池原理分析應用，氯堿工業(yè)的有關(guān)知識，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高頻考點，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同，為解答該題的關(guān)鍵，難度不大．