Question

【化學——選修2：化學與技術】（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，建鹽田必須選在遠離江河入�？�，多風少雨，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)上采用比較先進的離子交換膜電解槽法進行氯堿工業(yè)生產，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，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，其生產流程如下：

①若吸收塔中的溶液含BrO3－，則吸收塔中反應的離子方程式為 。

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℃左右進行蒸餾的原因是 。

Answer 1

（1）①結晶；（2分） ②阻止氫氣與氯氣反應，或阻止氯氣與氫氧化鈉反應使燒堿不純；（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)、結晶過程，因此所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和結晶池。

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入陰極。相反如果氯氣進入陰極易和氫氣混合產生爆炸，同時也容易和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉而導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，電解時陰極產生的氫氧根離子會和金屬陽離子結合生成氫氧化物沉淀從而堵塞陽離子交換膜，導致電滲析法失敗，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，則吸收塔中反應的離子方程式為3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；

②由于從①出來的溶液中單質溴的含量不高，如果直接蒸餾，造成產品成本高，所以需要進一步濃縮溴，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，導致溴中含有水分；如果溫度過低溴又不能能完全蒸出，導致產率低，所以向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90℃左右進行蒸餾。

考點：考查海水綜合應用的有關分析與判斷