Question

【題目】海水是巨大的化學資源寶庫，利用海水可以提取很多物質。

利用1：提溴工業

用海水曬鹽之后的鹽鹵可提取溴，提取流程如圖：

(1)吹出塔中熱空氣能將溴單質吹出的原因是_____。蒸餾塔中通入水蒸氣進行加熱，需要控制溫度在90℃左右的原因是______。

利用2：提鎂工業

從海水提取食鹽和Br2之后的鹽鹵中除含有Mg2+、C1-外，還含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42-和CO(NH2)2等，還可以用來提取MgCl2、MgO、Mg(OH)2等物質，流程如圖所示：

(2)用NaC1O除去尿素CO(NH2)2時，生成物除鹽外，還有能參與大氣循環的無毒物質，則該反應的化學方程式為_______；加入NaC1O的另一個作用是________。

利用3：淡化工業

(3)海水淡化的方法主要有閃蒸法、離子交換法、電滲析法等。離子交換法淡化海水模擬過程如圖所示。氫型陽離子交換原理可表示為：HR+Na+=NaR+H+；……。羥型陰離子交換樹脂填充部分存在的反應有：ROH+C1-=RC1+OH-；______；________。

(4)電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如圖所示：

①圖中的海水沒有直接通入到陰極室中，其原因是_________。

②淡化水在________室(填X、Y、Z、M或N)形成后流出。

Answer 1

【答案】溴單質的沸點低，溴單質易揮發 溫度過低不利于溴的蒸出，溫度過高會蒸出較多水蒸氣 3NaC1O+CO(NH2)2=3NaC1+CO2↑+N2↑+2H2O 將Fe2+氧化為Fe3+，并形成Fe(OH)3 2ROH+SO42-=R2SO4+2OH- H++OH-=H2O 海水中含有較多的Mg2+、Ca2+等陽離子，陰極放電產生OH-，容易生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附著在電極表面或堵塞交換膜 Y、M

【解析】

(1)根據液溴易揮發，利用H2O、液溴的沸點不同分析判斷；

(2)NaC1O除去尿素CO(NH2)2時，發生氧化還原反應，產生的能參與大氣循環的無毒物質是CO2、N2，同時產生H2O、NaCl，結合電子守恒、原子守恒書寫反應方程式；根據水中含有還原性微粒Fe2+，利用NaC1O具有強氧化性、水解顯堿性分析；

(3)結合進入的離子種類及羥型陰離子交換樹脂的特點分析反應即可；

(4)①海水是混合物，其中含有鈣離子和鎂離子，再結合電極反應分析即可；

②結合電解裝置中離子的移動方向及圖示中離子交換膜的特點分析即可；

(1)吹出塔中熱空氣能將溴單質吹出的原因是由于液溴沸點低，易揮發。蒸餾塔中通入水蒸氣進行加熱，需要控制溫度在90℃左右是由于溫度過低不利于溴的蒸出，而溫度過高會蒸出較多水蒸氣；

(2)加入的NaC1O具有強氧化性，尿素具有還原性，在NaClO除去尿素CO(NH2)2時，二者發生氧化還原反應，產生CO2、N2、H2O、NaCl，根據電子守恒、原子守恒，可得反應方程式為：3NaC1O+CO(NH2)2=3NaC1+CO2↑+N2↑+2H2O；在提取鹽后的鹽鹵水中含有還原性微粒Fe2+，而NaC1O具有強氧化性，能夠將Fe2+氧化產生Fe3+，同時NaC1O是強堿弱酸鹽，水解使溶液顯堿性，Fe3+與水解產生的OH-結合形成Fe(OH)3沉淀，因此加入NaC1O的另一個作用是將Fe2+氧化為Fe3+，并形成Fe(OH)3沉淀除去；

(3)交換樹脂中發生的是復分解反應，結合圖示可知進入羥基型交換樹脂的是氫離子、氯離子和硫酸根離子，其中陰離子與交換樹脂反應產生的氫氧根與氫離子會反應，涉及反應有：ROH+Cl-=RCl+OH-；2ROH+SO42-=R2SO4+2OH-；H++OH-=H2O；

(4)①海水為混合物，其中含有大量的Mg2+、Ca2+等陽離子，而陰極在電解時水放電產生H2同時會產生OH-，OH-易與Mg2+、Ca2+反應生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附著在電極表面或堵塞交換膜，因此不能將海水直接通入到陰極室；

②X、Y、Z、M中均加入的海水，根據電解裝置可知左側為電解池的陽極，右側為陰極，溶液中的陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，由此可分析Y中的Cl-會通過陰離子交換膜進入左側X室，而其中的Na+則通過陽離子交換膜進到右側Z中；同理M中的陽離子Na+會通過陽離子交換膜進到右側陰極區N中，其中的陰離子Cl-會通過陰離子交換膜進入Z中，而Z中的陰、陽離子都無法透過相應的交換膜，因此能得到淡水的是Y、M，而Z中的氯化鈉濃度增大。