Question

15．海洋是一个丰富的资宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用．
（1）海水中盐的开发利用：
①海水制盐目前以盐田法为t，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大且又平坦空旷的海滩．所建盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池．
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用：阻止H₂与Cl₂发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl₂与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯等（写一点即可）．
（2）电渗析法是近年发展起的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示．其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列．请回答下面的问题：
①海水不能直接通人到阴极室中，理由是海水中含较多Mg²⁺和Ca²⁺等阳离子，电解时会产生Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀从而堵塞阳离子交换膜．
②A口排出的是淡水（填“淡水”或“浓水”）

（3）用苦卤（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等离子）可提取溴，其生产流程如下

①若吸收塔中的溶液含BrO₃^-，则吸收塔中反应的离子方程式为：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑
②通过①氯化已获得含Br₂的溶液．为何还需经过吹出、吸收、酸化重新获得含Br₂的溶液？富集溴，提高Br₂的浓度．
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热．控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是温度过低难以将Br₂蒸发出来，但温度过高又会将大量的水蒸馏出来．

Answer 1

分析 （1）①海水晒盐通过蒸发、结晶制取食盐；
②阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过；
（2）①海水中含有的Mg²⁺和Ca²⁺等阳离子易和氢氧根离子反应生成沉淀；
②在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，离子浓度大的为浓水，离子浓度小的为淡水．
（3）①吸收塔中碳酸根离子与溴单质反应生成溴离子、溴酸根离子和二氧化碳气体，反应③加入硫酸后，Br^-、BrO₃^-反应生成溴单质，据此写出反应的离子方程式；
②在①中溴单质浓度较小，通过吹出、吸收、酸化重新获得含Br₂的溶液，可以富集溴，降低成本；
③温度过高会导致水蒸气蒸发出来，温度过低无法将溴蒸发出来．

解答 解：（1）①海水晒盐需要通过蒸发、结晶过程，所以还需要结晶池，故答案为：结晶；
②阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，
故答案为：阻止H₂与Cl₂发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl₂与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯等；
（2）①海水中含有海水中含较多Mg²⁺和Ca²⁺等阳离子，电解时阴极附近生成氢氧根离子，导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀从而堵塞阳离子交换膜，从而抑制离子通过，导致电渗析法失败，
故答案为：海水中含较多Mg²⁺和Ca²⁺等阳离子，电解时会产生Mg（OH）₂、Ca（OH）₂等沉淀从而堵塞阳离子交换膜；
②在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，①室离子浓度变小，②室离子浓度不大，离子浓度大的为浓水，所以浓水在B处排出，淡水在A处排出，
故答案为：淡水；
（3）①纯碱是碳酸钠，与溴反应有BrO₃^-生成，反应的离子方程式为：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑，故答案为：3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑；
②从①出来的溶液中溴的含量不高，如果直接蒸馏，产品成本高，所以需要进一步浓缩溴，提高溴的浓度，
故答案为：富集溴，提高Br₂的浓度；
③温度过高水蒸气蒸出，溴中含有水分，温度过低溴不能完全蒸出，产率低，
故答案为：温度过低难以将Br₂蒸发出来，但温度过高又会将大量的水蒸馏出来．

点评 本题考查海水的综合利用、海水晒盐、电渗析法淡化海水、从海水中提溴的原理等知识，题目难度中等，明确图片内涵、生成流程为解本题关键，（2）中需要明确阳离子在电极上放电，导致排出的水为淡水，从而实现海水淡化．