Question

20．天然海水中含有非常豐富的化學(xué)元素，具有很大的利用價(jià)值．工業(yè)上對(duì)海水資源綜合利用的部分工藝流程如圖所示．

（1）請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種．
（2）常溫下，碳酸在水中的電離常數(shù)K_a1=4.2×10^-7，K_a2=5.6×10^-11；次氯酸在水中的電離常數(shù)K_a=4.7×10^-8．寫(xiě)出向“84消毒液”（主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉）中通入少量二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的離子方程式ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-．
（3）海水中溴元素以Br^-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如上圖．步驟①反應(yīng)的離子方程式是2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-；步驟③通入二氧化硫的目的是富集溴元素，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄．
（4）步驟⑤蒸餾的過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在80-90℃．溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋其原因：溫度過(guò)高，大量水蒸氣會(huì)隨溴排出，溴中水蒸氣增加，溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低．

Answer 1

分析 海水通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶曬鹽得到粗鹽和母液，粗鹽精制得到精鹽溶解制備飽和溶液，通電電解得到氫氧化鈉溶液、氯氣、氫氣，海水中溴元素以Br^-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴，步驟①氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)；步驟②通過(guò)熱空氣吹出后用二氧化硫吸收得到溴離子，步驟③通入二氧化硫，溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，步驟④在氯水溶液中重新得到溴單質(zhì)，富集溴元素，步驟⑤萃取蒸餾得到溴單質(zhì)，據(jù)此回答．
（1）根據(jù)海水淡化的常見(jiàn)方法來(lái)回答；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結(jié)合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成的次氯酸見(jiàn)光分解分析；
（3）海水中溴元素以Br^-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如上圖．步驟①反應(yīng)是氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)；過(guò)程中得到溴單質(zhì)，通過(guò)熱空氣吹出后用二氧化硫吸收得到溴離子，在氯水溶液中重新得到溴單質(zhì)；步驟③通入二氧化硫富集溴元素；溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫；
（4）在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5°C，水的是100°C，溫度80℃-90℃時(shí)，水不沸騰而溴蒸氣揮發(fā)．

解答 解：（1）海水淡化的方法有：蒸餾法、電滲析法、離子交換法等，
故答案為：蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結(jié)合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成的次氯酸見(jiàn)光分解分析可知；次氯酸鈉和二氧化碳、水反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫鈉，次氯酸見(jiàn)光分解生成鹽酸和氧氣，反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；
故答案為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；
（3）海水中溴元素以Br^-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如上圖．步驟①反應(yīng)是氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-；過(guò)程中得到溴單質(zhì)，通過(guò)熱空氣吹出后用二氧化硫吸收得到溴離子，在氯水溶液中重新得到溴單質(zhì)；步驟③通入二氧化硫富集溴元素；溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
故答案為：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-；富集溴元素；SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
（4）在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5°C，水的是100°C，溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，
故答案為：溫度過(guò)高，大量水蒸氣會(huì)隨溴排出，溴中水蒸氣增加；溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水資源的利用分析判斷，主要是流程操作的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，綜合考查了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．