Question

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的一种方法：______．
（2）将NaCl溶液电解，在电解槽中可直接得到的产品H₂、______、______，或H₂、______．
（3）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^-，其目的为______．
（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______，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______．
（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，了解到如下装置：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：______．
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是______．
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：______．
④C中液体产生颜色为______．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______．

Answer 1

【答案】分析：（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：
①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；
②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，顺利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：（1）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，
故答案为：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等中的一种；
（2）电解NaCl溶液：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，若产生的Cl₂直接与溶液中NaOH反应，可以生产消毒液NaClO，
故答案为：Cl₂；NaOH；NaClO；
（3）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ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，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：富集溴元素；
（4）二氧化硫吸收溴单质发生反应，SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCI，离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，环境保护主要是减少SO₂气体的损耗和排放，工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸，易腐蚀设备，
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；强酸对设备的严重腐蚀；
（5）①由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，故答案为：冷凝管；
②控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质，同时避免污染环境，最后进行尾气吸收，由于溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，故答案为：Br₂腐蚀橡胶；
③达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C，并收集该温度下的馏分，故答案为：控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分；
④该产物中仍残留的少量Cl₂，加入NaBr溶液发生反应：2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂，可以除去氯气，生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到，故答案为：深红棕色；蒸馏．
点评：本题考查了海水资源的综合利用，海水提溴工艺，烧碱工业流程，实验基本操作．