题目内容
10．海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列．从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的两种方法：蒸馏法、电渗析法．
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、Cl2、NaOH或H2、NaClO．
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为富集溴元素．
（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀．
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性．他们参观生产过程后，绘制了如图装置简图：
请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：冷凝管．
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为溴腐蚀橡胶．
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分．
④C中液体产物颜色为深红棕色，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是分液．
分析 通过海水蒸发得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯气，发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，利用热空气吹出溴，用SO2吸收Br2，发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，向溶液中通入氯气发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，然后采用萃取的方法获取Br2，
（1）除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫海水淡化，亦称海水脱盐．海水淡化的方法，基本上分为两大类：从海水中取淡水，有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法；除去海水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法；
（2）电解饱和氯化钠溶液，在阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，同时生成了氢氧化钠；如果氯气遇到氢氧化钠溶液可反应生成次氯酸钠；
（3）海水淡化得到的母液和电解氯化钠溶液生成的氯气反应，得到的溴单质浓度低，溴单质在水中有一定的溶解性且和水反应，提取时消耗过的能源和原料，降低了经济效益；
（4）SO2吸收溴，依据氧化还原反应生成物书写基本规律，Br元素在自然中-1价稳定．由于此反应有强酸HBr和H2SO4生成，易腐蚀设备，据此写出工业生产需要解决的问题；
（5）工业制溴中提纯溴的方法，主要是利用蒸馏方法，由于Br2具有强氧化性，易把橡胶塞和橡胶管氧化腐蚀，所以不用橡胶塞和橡胶管；由于题干中给出信息Br2的沸点是59℃，提纯溴必须收集59℃时的馏分，所以控制温度得到馏分是关键；C中液体为冷凝下来的纯溴，则颜色为深棕红色，除去该产物中仍残留的少量Cl2，加入NaBr溶液，和氯气反应生成氯化钠和溴单质，达到除去氯气的目的，充分反应后，用蒸馏的方法得到．
解答 解：通过海水蒸发得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯气，发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，利用热空气吹出溴，用SO2吸收Br2，发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，向溶液中通入氯气发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，然后采用萃取的方法获取Br2，
（1）海水淡化的有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故答案为：蒸馏法；电渗析法；
（2）电解NaCl溶液的反应为：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑，可以获得氯气和氢氧化钠，若产生的Cl2直接与溶液中NaOH反应，还可以获得次氯酸钠，
故答案为：Cl2；NaOH；NaClO；
（3）海水中溴元素含量较少，步骤I中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为富集溴元素，
故答案为：富集溴元素；
（4）在水溶液里溴和二氧化硫反应离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，由此反应可知，生成物为强酸，所以除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀，
故答案为：SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；强酸对设备的严重腐蚀；
（5）①图中仪器B的名称是冷凝管，故答案为：冷凝管；
②溴能腐蚀橡胶，所以整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，故答案为：溴腐蚀橡胶；
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分，温度过高或过低都不利于溴的收集，
故答案为：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分；
④C中液体产物为溴，颜色为深红棕色，为除去该产物中仍残留的少量C12，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行分离的操作是分液，故答案为：深红棕色；分液．
点评 本题考查物质的分离、提纯的综合涉及，侧重考查海水资源的综合利用，为高考常见题型和高频考点，题目难度中等，注意从整体上把握溴的提纯过程，知道提纯过程中发生的反应及基本操作方法，再结合物质的性质分析解答．
考前必练系列答案
$\stackrel{△}{→}$
+CO2↑（R1和R2代表烷基）
$\stackrel{△}{→}$
+CO2↑．
．
下列判断正确的是（ ）
| A． | 三种实验方案中都能制得纯净铜 | |
| B． | 甲方案中的反应涉及置换、分解、复分解三种反应类型 | |
| C． | 乙方案中加过量铁粉只能还原其中的二种阳离子 | |
| D． | 丙方案不会产生环境污染 |
| 元素编号 | 元素性质或原子结构 |
| T | M层上有2对成对电子 |
| X | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
| Y | 常温下单质为双原子分子，其氢化物的水溶液显碱性 |
| Z | 短周期元素最高正化合价是+7价 |
| W | 3d能级电子数是最外层电子数的3倍 |
．（2）元素Y的价电子排布式为2s22p3，元素Y与元素T相比，电负性较大的是N（用元素符号表示）．元素Y的第一电离能＞氧的第一电离能（填“＞”“=”或“＜”）
（3）元素Z与元素T相比，非金属性强的是Cl（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是bd．
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d．最高价氧化物对应水化物的酸性Z的比T的酸性强
（4）W的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，稳定性比较：W3+＞W2+（“＞”或“＜”），原因是Fe3+最外层为半充满结构．
| A． | 向0.1 mol•L-1的醋酸溶液中加水或通入HCl气体都能使$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$值增大 | |
| B． | 0.1 mol•L-1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol•L-1盐酸10 mL混合后溶液显酸性，则有c（CH3COO-）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（CH3COOH） | |
| C． | 等物质的量浓度等体积的NH4HSO4和NaOH溶液混合：c （Na+）═c （SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） | |
| D． | 0.1 mol•L-1某一元酸HA溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$=1×10-8，则该溶液中由水电离出的c（H+）=1×10-11mol•L-1 |
M、N为含X元素的常见化合物，它们之间有如图的转化关系．下列说法正确的是（ ）| A． | X可以是Mg或Cu元素 | |
| B． | 化合②③的反应可以是非氧化还原反应 | |
| C． | 若X为C元素，则该转化关系中X单质发生的置换反应可以是2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO | |
| D． | 若X为Fe元素，则M的H218O溶液中加入固体Na2O2的反应为：4Fe3++6H218O+6Na2O2═4Fe（OH）3↓+12Na++318O2↑ |
| 分子式 | C16H14O2 |
| 部分性质 | 能使Br2/CCl4褪色 |
| 能在稀H2SO4中水解 |
（2）由甲转化为乙需经如图2过程（已略去各步反应的无关产物，下同）：其中反应Ⅰ的反应类型为加成，反应Ⅱ的化学方程式为
． 甲：用pH试纸测定0.1moI/L HA溶液的pH，即可证明HA是弱电解质．
乙：①分别取pH=l的HA溶液和稀盐酸各10.00mL，再加水稀释为100mL：
②各取相同体积的两种稀释液（适量），同时分别加入纯度和形状大小均相同的锌粒（足量），观察现象，即可证明HA是弱电解质．
丙：将适量的HA溶液和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表，分析表中数据可以说明HA是弱电解质．
| 编号 | NaOH/mol•L-1 | HA/mol•L-1 | 混合溶液的pH |
| ① | 0.1 | 0.1 | pH=9 |
| ② | c | 0.2 | pH=7 |
| ③ | 0.1 | 0.2 | pH＜7 |
（2）在乙的方案的第①步中，需要用到的定量仪器是酸式滴定管．pH均为1的HA溶液和稀盐酸中，水的电离程度的大小关系是c（填字母）．
a．HA溶液中水的电离程度大
b．稀盐酸中水的电离程度大
c．两种溶液中水的电离程度相同
（3）乙的方案中，说明HA是弱电解质的主要现象是B（填字母）．
A．装稀盐酸的试管中放出H2的速率快
B．装HA溶液的试管中放出H2的速率快
C．两个试管中产生气体的速率一样快
（4）丙的方案中，编号②中的c＞（填“＞”、“＜”或“=”）0．l，该混合液中的离子浓度：c（Na+）=（填“＞”、“＜”或“=”）c（A-）．
（5）丙的方案中，编号③的数据表明，混合溶液中HA的电离程度比NaA的水解程度：强（填“强”、“弱”或“无法确定”）．