Question

（16分）海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：

成分	含量/(mgL^－1)	成分	含量/(mgL^－1)
Cl^－	18980	Ca^2+	400
Na^+	10560	HCO3^-	142
SO4^2	2560	Br^－	64
Mg^2+	1272

电渗析法淡化海水示意图如图所示，其中阴（阳）

离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过。

①阳极主要电极反应式是                     。

②在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有      和CaCO₃，

生成CaCO₃的离子方程式是                              。

③淡水的出口为      （填“a”、“b”或“c”）。

（2）利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：

①提取溴的过程中，经过2次Br^－→Br₂转化的目的是            ，吸收塔中发生反应的离子方程式是                       。解释通空气的目的是                    。

②从MgCl₂溶液中得到MgCl₂·6H₂O晶体的主要操作是               、过滤、洗涤、干燥。

③依据上述流程，若将10 m³海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl₂的体积为

      L（忽略Cl₂溶解,溴的相对原子质量：80）。

Answer

（1）①（2分）2Cl—-2e—=Cl2↑

②（2分）Mg(OH)2 （2分）Ca2++ OH—+HCO3—=CaCO3↓+H2O

③（2分）b

（2）①（1分）对溴元素进行富集 （2分）SO2+Br2+2H2O=4H++2Br—+SO42—

（2分）通入空气将Br2蒸气带出

②（1分）加热浓缩、冷却结晶

③（2分）179.2

【解析】

试题分析：

（1）①根据海水中离子成分表和放电顺序可知，阳极的反应式2Cl—-2e—=Cl2↑，②阴极的反应式是：2H+ + 2e- =H2 ,氢离子是水电离出来的，氢离子放电过程促进了水的电离，阴极周围OH-浓度增加，与镁离子结合生成Mg(OH)2沉淀，同时生成的OH-与HCO3-生成水和CO32-，CO32-与Ca2+反应生成沉淀；淡水的出口可以从阴阳离子的移动方向看出。

（2）由于海水中的溴离子并不高，所以2次转化的目的是为了提高浓度，即是富集；在流程中找到“吸收塔”，吸收塔中含有的溴与二氧化硫反应，溴的强氧化性会将二氧化硫氧化，所以在溶液中以硫酸根离子形式存在，溴单质被还原后则是溴离子，写方程式时可以先写SO2+ Br2→2Br—+SO42—再根据电原子守恒和电荷守恒，在边补上水，右边补上氢离子，配平就可以了；因为溴易挥发，通入空气可以起到搅拌的作用，最主要是将溴蒸气带出。

②审题“从溶液到晶体”所以要先蒸发浓缩，再冷却结晶。

③由上表可知，Br-的含量为64mg/L,所以在10m3海水所含有的溴离子的物质的量为：

10×1000L×64×10-3g/L÷80g/mol=8mol,根据2Br- + Cl2 = Br2 +2Cl-进行计算得到Cl2在标况下的体积应为89.6L，但由于要进行2次Br－→Br2转化，所以至少要用179.2L。

考点：电解饱和食盐水的应用，氧化还原反应，二氧化硫的还原性， 溴的制备。