Question

11．海洋权益是国家权益的重要组成部分，海水是巨大的资源宝库，从海水中提取实验、碘和溴的过程如下：

（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有H₂、NaOH（填化学式）．
（2）步骤①中已获得Br₂，步骤②中又将Br₂还原为Br^-，步骤②反应的离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，其目的是提高溴的富集程度．
（3）海水淡化可选用电渗析法，电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电机处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的一种方法，示意图如下：
电渗析与电解不同之处在于：电渗析法是物理变化，电解是化学变化．
（4）步骤③加Fe粉的目的是铁粉与碘化银反应生成碘化亚铁，有利于提取碘．
（5）写出步骤④中通入氯气过量时反应的离子方程式：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂．
（6）路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱．食盐和浓硫酸能反应生成硫酸钠和氯化氢，之后硫酸钠与石灰石、焦炭发生的化学反应方程式为Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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；
（3）电渗析法是物理变化，电解是化学变化；
（4）步骤③加铁粉是与碘化银反应生成碘化亚铁；
（5）步骤④是过量的氯气氧化碘离子以及亚铁离子；
（6）硫酸钠与石灰石、焦炭发生反应生成碳酸钠，C作还原剂，其氧化产物可以是CO或CO₂，还原产物是CaS，据此写出反应方程式．

解答 解：（1）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，即H₂、NaOH，故答案为：H₂、NaOH；
（2）步骤①中已获得Br₂，步骤②中又将Br₂还原为Br^-，目的是低浓度的Br₂溶液在提取时消耗过多的原料和能源，离子方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；提高溴的富集程度；
（3）电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电机处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，说明电渗析法是物理变化，而电解会引起氧化还原反应，是化学变化，故答案为：电渗析法是物理变化，电解是化学变化；
（4）步骤③加铁粉是与碘化银反应生成碘化亚铁，回收银，并有利于提取碘，故答案为：铁粉与碘化银反应生成碘化亚铁，有利于提取碘；
（5）步骤④中能入氯气，氯气先氧化碘离子，再氧化亚铁离子，离子方程式为：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂，故答案为：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂；
（6）硫酸钠与石灰石、焦炭反应生成CaS、Na₂CO₃，根据元素守恒可知，C作还原剂，它的氧化产物可以是CO或CO₂，故反应方程式为：Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂，
故答案为：Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂．

点评 本题考查海水资源的综合利用，涉及到电解、海水提溴工艺等知识点，注意氧化还原反应离子方程式的书写，掌握从海水中提取溴的原理为解答该题的关键，题目难度中等．