Question

我国有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质资源和能量宝库．目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源．
（1）如图1，在电场中利用膜技术（阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法．
①图1中膜a应选择______膜；
②电渗析法还可以用来处理电镀废液，写出用该方法处理含硫酸铜废液时（使用惰性电极）所发生的电极反应：阴极______
阳极______
（2）海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg?L^-1．其工业提取法有：
（I）空气吹出纯碱吸入法．该法是将氯气通入到含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴．该方法涉及的反应有：
①______（写出化学反应的离子方程式）
②3Br₂+3CO₃^2-=BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑
③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O
其中反应中③的氧化剂是______，还原剂是______．
（II）溶剂萃取法．该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的．实验室中萃取用到的主要玻璃仪器名称是______．下列可以用于从海水中萃取溴的试剂是______（填编号）．①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸．
（3）海水中的氘（含HDO 0.03‰）发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，工业上可采用“硫化氢-水双温交换法”富集HDO．其原理是利用H₂S、HDS、H₂O和HDO四种物质，在25℃和100℃两种不同温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO． 如图2为“硫化氢-水双温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的变化曲线．写出100℃时所发生的反应的化学方程式______；工业上富集HDO的生产过程中，可以循环利用的一种物质是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过；
②在阴极上阳离子放电，在阳极上阴离子放电；
（2）（I）①依据题干叙述可知氯气和溴化钠可以置换出溴单质，其化学化学方程式为：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；氧化剂是化合价降低的物质；还原剂是化合价升高的物质；
（II）根据萃取用到的仪器解题；根据萃取时萃取剂的选择应符合下列条件：溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中要大；萃取剂与原溶剂不相溶；萃取剂与溶质不反应；
（3）物质的量减少的是反应物，增加的是生成物．
解答：解：（1）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜A和阳极相连，阳极是阴离子放电，所以隔膜A是阴离子交换膜，
故答案为：阴离子交换膜； 
②溶液中共有4中离子Cu²⁺，H⁺，，在阴极上阳离子放电，放电顺序：Cu²⁺＞H⁺，故答案为：2Cu²⁺+4e^-=2Cu； 在阳极上阴离子放电，放电顺序：OH^-＞SO₄^2-，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）（I）依据题干叙述可知氯气和溴化钠可以置换出溴单质，其化学化学方程式为：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；氧化剂是化合价降低的物质，BrO₃^-由正五价降为0价；还原剂是化合价升高的物质，Br^-由正五价升为0价，故答案为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；BrO₃^-；Br^-； 
（II）萃取主要用到分液漏斗，烧杯；溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中要大；萃取剂与原溶剂不相溶；萃取剂与溶质不反应，四氯化碳符合题意，
故答案为：分液漏斗，烧杯；②；
（3）物质的量减少的是反应物，增加的是生成物，反应物为H₂S，HDO，生成物为HDS，H₂O；HDS中的氢原子可以继续与HDO反应，故H₂S可循环利用，
故答案为：H₂S+HDO=HDS+H₂O；H₂S．
点评：本题考查电解池，氧化还原反应，萃取等基本操作，平时注意电极反应式的书写．