Question

我國有較長的海岸線，浩瀚的海洋是一個巨大的物質資源和能量寶庫．目前，世界各國都在研究如何充分利用海洋資源．
（1）如圖1，在電場中利用膜技術（陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過）淡化海水，該方法稱為電滲析法．
①圖1中膜a應選擇______膜；
②電滲析法還可以用來處理電鍍廢液，寫出用該方法處理含硫酸銅廢液時（使用惰性電極）所發生的電極反應：陰極______
陽極______
（2）海水中的溴的儲量豐富，約占地球溴總儲量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65mg?L^-1．其工業提取法有：
（I）空氣吹出純堿吸入法．該法是將氯氣通入到含溴離子的海水中，使溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到單質溴．該方法涉及的反應有：
①______（寫出化學反應的離子方程式）
②3Br₂+3CO₃^2-=BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑
③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O
其中反應中③的氧化劑是______，還原劑是______．
（II）溶劑萃取法．該法是利用單質溴在水中和萃取劑中溶解度不同的原理來進行的．實驗室中萃取用到的主要玻璃儀器名稱是______．下列可以用于從海水中萃取溴的試劑是______（填編號）．①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸．
（3）海水中的氘（含HDO 0.03‰）發生聚變的能量，足以保證人類上億年的能源消費，工業上可采用“硫化氫-水雙溫交換法”富集HDO．其原理是利用H₂S、HDS、H₂O和HDO四種物質，在25℃和100℃兩種不同溫度下發生的兩個不同反應得到較高濃度的HDO． 如圖2為“硫化氫-水雙溫交換法”所發生的兩個反應中涉及的四種物質在反應體系中的物質的量隨溫度的變化曲線．寫出100℃時所發生的反應的化學方程式______；工業上富集HDO的生產過程中，可以循環利用的一種物質是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過；
②在陰極上陽離子放電，在陽極上陰離子放電；
（2）（I）①依據題干敘述可知氯氣和溴化鈉可以置換出溴單質，其化學化學方程式為：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；氧化劑是化合價降低的物質；還原劑是化合價升高的物質；
（II）根據萃取用到的儀器解題；根據萃取時萃取劑的選擇應符合下列條件：溶質在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中要大；萃取劑與原溶劑不相溶；萃取劑與溶質不反應；
（3）物質的量減少的是反應物，增加的是生成物．
解答：解：（1）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜A和陽極相連，陽極是陰離子放電，所以隔膜A是陰離子交換膜，
故答案為：陰離子交換膜； 
②溶液中共有4中離子Cu²⁺，H⁺，，在陰極上陽離子放電，放電順序：Cu²⁺＞H⁺，故答案為：2Cu²⁺+4e^-=2Cu； 在陽極上陰離子放電，放電順序：OH^-＞SO₄^2-，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）（I）依據題干敘述可知氯氣和溴化鈉可以置換出溴單質，其化學化學方程式為：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；氧化劑是化合價降低的物質，BrO₃^-由正五價降為0價；還原劑是化合價升高的物質，Br^-由正五價升為0價，故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；BrO₃^-；Br^-； 
（II）萃取主要用到分液漏斗，燒杯；溶質在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中要大；萃取劑與原溶劑不相溶；萃取劑與溶質不反應，四氯化碳符合題意，
故答案為：分液漏斗，燒杯；②；
（3）物質的量減少的是反應物，增加的是生成物，反應物為H₂S，HDO，生成物為HDS，H₂O；HDS中的氫原子可以繼續與HDO反應，故H₂S可循環利用，
故答案為：H₂S+HDO=HDS+H₂O；H₂S．
點評：本題考查電解池，氧化還原反應，萃取等基本操作，平時注意電極反應式的書寫．