题目内容

2．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．

练习册系列答案
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12．室温时，两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N 两种气体（同温同压），取下弹簧夹A，使两烧瓶内的气体充分混合后，容器内的压强由大到小的顺序是（　　）
编号①②③④
气体MH2SH2NH3NO
气体NSO2Cl2HClO2
A．②④①③B．①②③④C．④①②③D．①④③②
13．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，有同学认为产生的气体除SO2外，还可能产生氢气．该同学为了验证他的判断是否正确，设计了如图所示的实验装置，其中，装置B中盛有浓硫酸，装置C中放置黑色CuO粉末，装置D中放置的是无水硫酸铜粉末（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去）．试回答：

（1）A中加入的试剂可能是品红溶液，作用是检验气体X中是否含有SO2；E中加入的试剂是碱石灰，作用是防止空气中的水蒸气进入D中，干扰检验；装置A、B之间的酸性高锰酸钾溶液的作用是除去气体X中的SO2；
（2）该同学认为还可能产生氢气的理由是锌与浓硫酸反应时，浓硫酸逐渐变稀，锌与稀硫酸反应可生成氢气；
（3）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO4+SO2↑+2H2O；
（4）如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气？不能（填“能”或“不能”）原因是：因为混合气体中可能含有H2O会干扰H2的检验．
（5）可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：
C中黑色粉末（CuO）变成红色光亮的物质，
D中白色粉末变成蓝色晶体．
10．下列叙述中正确的是（　　）
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
17．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用．二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体．无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要．完成下列填空：
（1）实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫．

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，图1中可选用的发生装置是ae（填写字母）．
（2）若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠18.9g（保留一位小数）；如果已有40%亚硫酸钠（质量分数），被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠33.1 g （保留一位小数）．
（3）实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通．石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法．
石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca（OH）2→CaSO3↓+H2O．吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4•2H2O．其流程如2图：碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O．碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高．其流程如图3：
已知：
试剂Ca（OH）2NaOH
价格（元/kg）0.362.9
吸收SO2的成本（元/mol）0.0270.232
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是酸性氧化物可与碱反应．和碱法相比，石灰-石膏法的优点是原料易得，成本低，缺点是吸收慢，效率低．
（4）在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案（用流程图表示）．
7．埋藏在地下的古青铜器锈蚀过程可以表示为Cu$\stackrel{O_{2}，Cl-}{→}$CuCl$\stackrel{H_{2}O}{→}$Cu2O-→X，X由两种物质X1和X2组成，且都由四种元素构成，定性实验表明：X1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X2热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生．为了定量测定X1和X2组成，某兴趣小组用如图实验装置对X1和X2分别做热分解实验（夹持装置已省去），实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体，分别称重，装置B和C中的质量均增加．

请回答下列问题：
（1）古代青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是与H2O和O2隔绝．
（2）利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，要对B装置进行改装．B应改为内装有浓硫酸（填试剂名称）的洗气瓶，判断反应完全的现象为洗气瓶中不再有气泡冒出．用经改装的装置，某同学进行正确操作，最终得出的测定结果仍有误差，原因是实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收（回答一点即可）．
（3）在实验装置和实验操作正确的前提下，重做X1的热分解实验，测得装置B和C中质量增重之比△m（B）：△m（C）=9：22，能（填“能”或“否”）求出X1的化学式，若能求出X1的化学式，则化学式为Cu2（OH）2CO3 （或不能求出X1的化学式，此空不填）．
（4）若测得X2中铜元素的质量分数为59.5%（铜元素的相对原子质量为63.5），则X2的化学式为Cu2（OH）3Cl；X2热分解的化学方程式为Cu2（OH）3Cl=2CuO+H2O↑+HCl↑．．
14．在工农业生产和日常生活中有很多化学问题．下列说法正确的是（　　）
A．明矾净水与液氯净水的原理相同
B．将草木灰和硫铵混合施用，肥效更高
C．冬季形成的大雾属于气溶胶
D．电解精炼铜时，同一时间内阴极溶解铜的质量比阳极析出铜的质量小
11．部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共5.76g，经如下处理：

下列说法正确的是（　　）
A．滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+B．样品CuO的质量一定为4.0g
C．样品中Fe元素的质量为56V/22400gD．样品中Fe元素的质量为2.24 g
12．下列说法正确的是（　　）
A．114号元素在周期表中第七周期第VIA族，属于金属元素
B．晶体硅熔点高硬度大，可用于制作光导纤维
C．光束通过下列分散系①云，雾  ②墨水③稀豆浆时，均产生丁达尔效应
D．棉，麻，羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O

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