Question

【題目】海水是巨大的化學(xué)資源寶庫，利用海水可以獲取很多物質(zhì)。海水中主要離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等。

利用1：淡水工業(yè)

（1）海水淡化的方法主要有__、電滲析法、離子交換法等。

（2）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淡水在__室（填X、Y或Z）形成后流出。

②一般海水不直接通入到陰極室中，原因是______________。

（3）離子交換法凈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段存在的反應(yīng)有______________。

利用2：提溴工業(yè)

（4）用海水曬鹽之后的鹽鹵可提取溴，提取流程如圖：

①用熱空氣將溴趕出，在吸收塔先用濃Na2CO3溶液吸收Br2，Br2歧化為Br-和BrO3-，再加入W溶液得到Br2。推測W是______________。

②蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90℃左右進行蒸餾的原因是____________。

③將1m3海水濃縮至1L，使用該法最終得到38.4gBr2，若總提取率為60%，則原海水中溴的濃度是__mg/L。

Answer 1

【答案】蒸餾法 X、Z 海水中含有較多的Mg2+、Ca2+等陽離子，陰極電解產(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陽離子交換膜 ROH+Cl=RCl+OH；2ROH+SO42=R2SO4+2OH；H++OH=H2O 硫酸 溫度過低不利于溴的蒸出，溫度過高會蒸出較多水蒸氣 64

【解析】

（1）海水淡化方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等；答案為：蒸餾法；

（2）①在電解池中，溶液中陰、陽離子分別通過陰、陽離子交換膜移向陽、陰極，從而在X、Z室形成淡水而流出；答案為：X、Z；

②海水中含Ca2+、Mg2+，在電解池的陰極中，陽離子放電后產(chǎn)生OH-，從而易形成沉淀附著在電極表面或堵塞離子交換膜。答案為：海水中含有較多的Mg2+、Ca2+等陽離子，陰極電解產(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陽離子交換膜；

（3）分析氫型陽離子的交換原理可知，羥型陰離子發(fā)生的陰離子交換類似氫型陽離子的交換過程，根據(jù)圖中海水凈化模擬過程，其中涉及的反應(yīng)方程式有：ROH+Cl=RCl+OH；2ROH+SO42=R2SO4+2OH；H++OH=H2O；答案為：ROH+Cl=RCl+OH；2ROH+SO42=R2SO4+2OH；H++OH=H2O；

（4）分析溴的提取流程，Cl2將鹽鹵中的Br-氧化為Br2，再通熱空氣將Br2吹出塔，在吸收塔先用濃Na2CO3溶液吸收Br2，Br2歧化為Br-和BrO3-，再加入H2SO4酸化歧化溶液得到Br2。

①在歧化溶液中加入H2SO4溶液，使其生成Br2，故答案為：硫酸；

②溫度在90℃左右進行蒸餾，是因為溫度過高有更多的水蒸氣蒸出，溫度過低，不利于溴的蒸出，答案為：溫度過低不利于溴的蒸出，溫度過高會蒸出較多水蒸氣；

③根據(jù)題意，設(shè)原海水中溴的濃度是x mg/L，則有，x=64，答案為：64。