Question

[化学一选修2：化学与技术]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人海口，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。

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通过苦卤中通入Cl₂已获得含溴的溶液，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

结晶 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 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 淡水 3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑ 富集溴 顺利将溴蒸出，同时防止水馏出

【解析】

（1）①海水晒盐需经过贮水、蒸发和结晶三个过程，所以所建盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池；

②氯碱工业中，阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子、分子不能通过，所以阴极产生的氢氧根离子不能移动到阳极，从而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）①因为海水中含有较多的镁离子和钙离子，若直接将海水通入到阴极室中，则阴极是氢离子放电产生氢气，造成氢氧根离子浓度，所以会产生氢氧化物沉淀从而堵塞阳离子交换膜。

②因为阴离子交换膜只允许阴离子通过，所以海水中的钠离子、钙镁离子通过阳离子交换膜到达②位置，海水中的阴离子则通过阴离子交换膜到达阳极区，所以①位置所余水的两种浓度减小，则A出口排出的是①位置的水，为淡水；

（3）①根据流程图，碳酸钠与溴反应生成溴酸钠和二氧化碳气体，根据氧化还原反应，Br元素的化合价发生变化，升高到+5价，则同时降低到-1价，所以溶液中还生成溴化钠，离子方程式是3CO32－＋3Br2＝5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；

②苦卤中通入Cl2获得含溴溶液中溴的含量较少，经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的目的是富集溴，提高溴的浓度；

③若温度过低难以将溴蒸馏出来，但温度过高又会将大量的水蒸出，所以通入水蒸气，控制温度在90左右进行蒸馏的原因是顺利将溴蒸出，同时防止水馏出。