Question

【題目】海水是巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)，利用海水可以提取很多物質(zhì)。

利用1：提溴工業(yè)

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(zhì)吹出的原因是_____。蒸餾塔中通入水蒸氣進(jìn)行加熱，需要控制溫度在90℃左右的原因是______。

利用2：提鎂工業(yè)

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(lái)提取MgCl2、MgO、Mg(OH)2等物質(zhì)，流程如圖所示：

(2)用NaC1O除去尿素CO(NH2)2時(shí)，生成物除鹽外，還有能參與大氣循環(huán)的無(wú)毒物質(zhì)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；加入NaC1O的另一個(gè)作用是________。

利用3：淡化工業(yè)

(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(guò)程如圖所示。氫型陽(yáng)離子交換原理可表示為：HR+Na+=NaR+H+；……。羥型陰離子交換樹(shù)脂填充部分存在的反應(yīng)有：ROH+C1-=RC1+OH-；______；________。

(4)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法，其原理如圖所示：

①圖中的海水沒(méi)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(zhì)的沸點(diǎn)低，溴單質(zhì)易揮發(fā) 溫度過(guò)低不利于溴的蒸出，溫度過(guò)高會(huì)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(yáng)離子，陰極放電產(chǎn)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(jù)液溴易揮發(fā)，利用H2O、液溴的沸點(diǎn)不同分析判斷；

(2)NaC1O除去尿素CO(NH2)2時(shí)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的能參與大氣循環(huán)的無(wú)毒物質(zhì)是CO2、N2，同時(shí)產(chǎn)生H2O、NaCl，結(jié)合電子守恒、原子守恒書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；根據(jù)水中含有還原性微粒Fe2+，利用NaC1O具有強(qiáng)氧化性、水解顯堿性分析；

(3)結(jié)合進(jìn)入的離子種類(lèi)及羥型陰離子交換樹(shù)脂的特點(diǎn)分析反應(yīng)即可；

(4)①海水是混合物，其中含有鈣離子和鎂離子，再結(jié)合電極反應(yīng)分析即可；

②結(jié)合電解裝置中離子的移動(dòng)方向及圖示中離子交換膜的特點(diǎn)分析即可；

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

(2)加入的NaC1O具有強(qiáng)氧化性，尿素具有還原性，在NaClO除去尿素CO(NH2)2時(shí)，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生CO2、N2、H2O、NaCl，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)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(qiáng)氧化性，能夠?qū)?/span>Fe2+氧化產(chǎn)生Fe3+，同時(shí)NaC1O是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解使溶液顯堿性，Fe3+與水解產(chǎn)生的OH-結(jié)合形成Fe(OH)3沉淀，因此加入NaC1O的另一個(gè)作用是將Fe2+氧化為Fe3+，并形成Fe(OH)3沉淀除去；

(3)交換樹(shù)脂中發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng)，結(jié)合圖示可知進(jìn)入羥基型交換樹(shù)脂的是氫離子、氯離子和硫酸根離子，其中陰離子與交換樹(shù)脂反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧根與氫離子會(huì)反應(yīng)，涉及反應(yīng)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(yáng)離子，而陰極在電解時(shí)水放電產(chǎn)生H2同時(shí)會(huì)產(chǎn)生OH-，OH-易與Mg2+、Ca2+反應(yīng)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(jù)電解裝置可知左側(cè)為電解池的陽(yáng)極，右側(cè)為陰極，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，由此可分析Y中的Cl-會(huì)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入左側(cè)X室，而其中的Na+則通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)到右側(cè)Z中；同理M中的陽(yáng)離子Na+會(huì)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)到右側(cè)陰極區(qū)N中，其中的陰離子Cl-會(huì)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入Z中，而Z中的陰、陽(yáng)離子都無(wú)法透過(guò)相應(yīng)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。