Question

【題目】[化學一選修2：化學與技術]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人海口，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、蒸發池和________池。

②目前工業上采用比較先進的離子交換膜電解槽法進行氯堿工業生產，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。

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通過苦鹵中通入Cl2已獲得含溴的溶液，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

【答案】結晶 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 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 淡水 3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑ 富集溴 順利將溴蒸出，同時防止水餾出

【解析】

（1）①海水曬鹽需經過貯水、蒸發和結晶三個過程，所以所建鹽田分為貯水池、蒸發池和結晶池；

②氯堿工業中，陽離子交換膜只允許陽離子通過，而陰離子、分子不能通過，所以陰極產生的氫氧根離子不能移動到陽極，從而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）①因為海水中含有較多的鎂離子和鈣離子，若直接將海水通入到陰極室中，則陰極是氫離子放電產生氫氣，造成氫氧根離子濃度，所以會產生氫氧化物沉淀從而堵塞陽離子交換膜。

②因為陰離子交換膜只允許陰離子通過，所以海水中的鈉離子、鈣鎂離子通過陽離子交換膜到達②位置，海水中的陰離子則通過陰離子交換膜到達陽極區，所以①位置所余水的兩種濃度減小，則A出口排出的是①位置的水，為淡水；

（3）①根據流程圖，碳酸鈉與溴反應生成溴酸鈉和二氧化碳氣體，根據氧化還原反應，Br元素的化合價發生變化，升高到+5價，則同時降低到-1價，所以溶液中還生成溴化鈉，離子方程式是3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；

②苦鹵中通入Cl2獲得含溴溶液中溴的含量較少，經過吹出、吸收、酸化來重新獲得含Br2的目的是富集溴，提高溴的濃度；

③若溫度過低難以將溴蒸餾出來，但溫度過高又會將大量的水蒸出，所以通入水蒸氣，控制溫度在90左右進行蒸餾的原因是順利將溴蒸出，同時防止水餾出。