Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。

（1）海水中盐的开发利用：

①海水制盐目前以盐田法为主，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和       池。

②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用            （写一点即可）。

（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题：

①海水不能直接通入到阴极室中，理由是                                          。

②A口排出的是          （填“淡水”或“浓水”）。

（3）用苦卤（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^－、Br^－等离子）可提取溴，其生产流程如下：

①若吸收塔中的溶液含BrO₃^－，则吸收塔中反应的离子方程式为             。

②通过①氯化已获得含Br₂的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br₂的溶液                                                          。

③向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是                   。

Answer

（1）①结晶；（2分） ②阻止氢气与氯气反应，或阻止氯气与氢氧化钠反应使烧碱不纯；（2分）

（2）①海水中含有较多的镁离子和钙离子，会产生氢氧化物沉淀从而堵塞阳离子交换膜。（3分）

②淡水；（2分） （3）①3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；（2分） ②富集溴；（2分）

③顺利将溴蒸出，同时防止水馏出。（2分

【解析】

试题分析：（1）①海水晒盐需要通过蒸发、结晶过程，因此所建盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池。

②在氯碱工业中由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过，而阴离子和气体均不能通过。因此用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极。相反如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，同时也容易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯。

（2）①由于海水中含有较多的镁离子和钙离子，电解时阴极产生的氢氧根离子会和金属阳离子结合生成氢氧化物沉淀从而堵塞阳离子交换膜，导致电渗析法失败，所以海水不能直接通入到阴极室中。

②根据电渗析法淡化海水示意图可知，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，导致①室离子浓度变小，②室离子浓度不大，离子浓度大的为浓水，所以淡水在A处排出；

（3）①若吸收塔中的溶液含BrO3－，这说明碳酸钠与溴水反应，则吸收塔中反应的离子方程式为3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；

②由于从①出来的溶液中单质溴的含量不高，如果直接蒸馏，造成产品成本高，所以需要进一步浓缩溴，以提高溴的浓度；

③如果温度过高，超过100℃，则水蒸气也会被蒸出，导致溴中含有水分；如果温度过低溴又不能能完全蒸出，导致产率低，所以向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90℃左右进行蒸馏。

考点：考查海水综合应用的有关分析与判断