Question

6．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、蒸发池和结晶池．
②工业上通常以NaCl、CO₂ 和 NH₃ 为原料制取纯碱，请写出第一步制取NaHCO₃的化学方程式NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（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1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：
Ⅰ．电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有H₂、NaOH．
II．图中虚线部分表示阴离子交换膜． 淡水从A（A或B） 排出．
（3）用苦卤（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等离子）可提取溴，其生产流程如图（2）：
Ⅰ．写出反应③的离子方程式为5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．
II．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？富集溴，提高Br₂的浓度．
Ⅲ．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温度过低，难以将溴蒸出，但温度过高，又会将大量的水蒸馏出来．

Answer 1

分析 （1）①海水晒盐通过蒸发、结晶制取食盐；
②以NaCl、CO₂ 和 NH₃ 为原料制取纯碱，第一步反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（2）I．电解海水反应中，阴极氢离子得到电子生成氢气，据此判断阴极产物；
II．根据图示可知，虚线部分只允许阴离子通过，为阴离子交换膜；在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，离子浓度大的为浓水，离子浓度小的为淡水；
（3）I．吸收塔中碳酸根离子与溴单质反应生成溴离子、溴酸根离子和二氧化碳气体，反应③加入硫酸后，Br^-、BrO₃^-反应生成溴单质，据此写出反应的离子方程式；
II．在①中溴单质浓度较小，通过吹出、吸收、酸化重新获得含Br₂的溶液，可以富集溴，降低成本；
Ⅲ．温度过高会导致水蒸气蒸发出来，温度过低无法将溴蒸发出来．

解答 解：（1）①由海水晒盐原理可知，盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池，故答案为：蒸发；
②以NaCl、NH₃、CO₂和水等为原料制取NaHCO₃的化学方程式为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）I．阴极上发生还原反应，水电离的氢离子得到电子生成氢气，同时生成氢氧化钠，故答案为：H₂、NaOH；
II．图中虚线部分只允许阴离子通过，所以为阴离子交换膜；在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，①室离子浓度变小，②室离子浓度增大，离子浓度大的为浓水，所以浓水在B处排出，淡水在A处排出，
故答案为：阴；A；
（3）I．纯碱是碳酸钠，与溴反应有BrO₃^-生成，反应的离子方程式为：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO2↑，反应③加入硫酸后，Br^-、BrO₃^-反应生成溴单质，反应的离子方程式为：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案为：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
II．从①出来的溶液中溴的含量不高，如果直接蒸馏，产品成本高，所以需要进一步浓缩溴，提高溴的浓度，故答案为：富集溴，提高Br₂的浓度；
Ⅲ．温度过高水蒸气蒸出，溴中含有水分，温度过低溴不能完全蒸出，产率低，则控制温度在90℃左右进行蒸馏，故答案为：温度过低，难以将溴蒸出，但温度过高，又会将大量的水蒸馏出来．

点评 本题以海水资源利用考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握电解原理、氧化还原反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度不大．