Question

16．海洋是一個(gè)豐富的資源寶庫(kù)，通過(guò)海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用．
（1）工業(yè)上從海水中提取的NaCl可用來(lái)制取純堿，其過(guò)程中涉及到的方程式NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）電滲析法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如圖1所示．

其中具有選擇性的陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜相間排列．請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
①在外加電場(chǎng)的作用下海水中的陰、陽(yáng)離子分別透過(guò)陰膜和陽(yáng)膜，從而使一個(gè)間隔室的海水淡化，而其相鄰間隔室的海水濃縮．
②海水不能直接通入到陰極室中，理由是海水中含較多Mg²⁺和Ca²⁺等陽(yáng)離子，電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀從而堵塞陽(yáng)離子交換膜．
③A口排出的是淡水（填“淡水”或“濃鹽水”）．
（3）用苦鹵（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等離子）可提取溴，已知溴的沸點(diǎn)58.5℃其生產(chǎn)流程如圖2：

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3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO2↑．
②通過(guò)①氯化已獲得含Br₂的溶液，還需經(jīng)過(guò)吹出、吸收、酸化來(lái)重新獲得含Br₂的溶液的目的是富集溴．吹出過(guò)程是用水蒸氣或熱空氣將Br₂溴蒸汽吹出．
③向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90℃左右進(jìn)行蒸餾的原因是順利將溴蒸出，同時(shí)防止水餾出．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）①陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，在電滲析法淡化海水示意圖中離子濃度減小為淡化，反之為濃縮；
②海水中含有的Mg²⁺和Ca²⁺等陽(yáng)離子易和氫氧根離子反應(yīng)生成沉淀；
③在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，離子濃度大的為濃水，離子濃度小的為淡水；
（3）①吸收塔中碳酸根離子與溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴離子、硝酸根離子和二氧化碳?xì)怏w，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
②在①中溴單質(zhì)濃度較小，通過(guò)吹出、吸收、酸化重新獲得含Br₂的溶液，可以富集溴，降低成本，溴單質(zhì)易揮發(fā)，可用水蒸氣或熱空氣吹出；
③溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致水蒸氣蒸發(fā)出來(lái)，溫度過(guò)低無(wú)法將溴蒸發(fā)出來(lái)．

解答 解：（1）向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，則氣體B是二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿，上述反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，在外加電場(chǎng)的作用下海水中的陰、陽(yáng)離子分別透過(guò)陰膜和陽(yáng)膜，從而使一個(gè)間隔室的海水淡化，而其相鄰間隔室的海水濃縮，
故答案為：分別透過(guò)陰膜和陽(yáng)膜；淡化；濃縮；
②海水中含有海水中含較多Mg²⁺和Ca²⁺等陽(yáng)離子，電解時(shí)陰極附近生成氫氧根離子，導(dǎo)致氫氧根離子和鈣鎂離子反應(yīng)生成Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀從而堵塞陽(yáng)離子交換膜，從而抑制離子通過(guò)，導(dǎo)致電滲析法失敗，
故答案為：海水中含較多Mg²⁺和Ca²⁺等陽(yáng)離子，電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀從而堵塞陽(yáng)離子交換膜；
③在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，①室離子濃度變小，②室離子濃度變大，離子濃度變大的為濃水，所以濃水在B處排出，淡水在A處排出，
故答案為：淡水；
（3）①純堿是碳酸鈉，與溴反應(yīng)有BrO₃^-生成，反應(yīng)的離子方程式為：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO2↑，
故答案為：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO2↑；
②從①出來(lái)的溶液中溴的含量不高，如果直接蒸餾，產(chǎn)品成本高，所以需要進(jìn)一步濃縮溴，提高溴的濃度，溴單質(zhì)易揮發(fā)，可用水蒸氣或熱空氣吹出，
故答案為：富集溴；水蒸氣或熱空氣；
③溫度過(guò)高水蒸氣蒸出，溴中含有水分，溫度過(guò)低溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，
故答案為：順利將溴蒸出，同時(shí)防止水餾出．

點(diǎn)評(píng) 本題考查海水的綜合利用、制純堿、電滲析法淡化海水、從海水中提溴的原理等知識(shí)，題目難度中等，明確圖片內(nèi)涵、生成流程為解本題關(guān)鍵，（2）中海水不能直接通入到陰極室中，為易錯(cuò)點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．