Question

（16分）海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下：

成分	含量/(mg?L－1)	成分	含量/(mg?L－1)
Cl－	18980	Ca2+	400
Na+	10560	HCO3-	142
SO42	2560	Br－	64
Mg2+	1272

 

電滲析法淡化海水示意圖如圖所示，其中陰（陽）

離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過。

①陽極主要電極反應(yīng)式是 。

②在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀，其成分有 和CaCO3，

生成CaCO3的離子方程式是 。

③淡水的出口為 （填“a”、“b”或“c”）。

（2）利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如下：

①提取溴的過程中，經(jīng)過2次Br－→Br2轉(zhuǎn)化的目的是 ，吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。解釋通空氣的目的是 。

②從MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶體的主要操作是 、過濾、洗滌、干燥。

③依據(jù)上述流程，若將10 m3海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2的體積為

L（忽略Cl2溶解,溴的相對(duì)原子質(zhì)量：80）。

 

Answer 1

（1）①（2分）2Cl—-2e—=Cl2↑

②（2分）Mg(OH)2 （2分）Ca2++ OH—+HCO3—=CaCO3↓+H2O

③（2分）b

（2）①（1分）對(duì)溴元素進(jìn)行富集 （2分）SO2+Br2+2H2O=4H++2Br—+SO42—

（2分）通入空氣將Br2蒸氣帶出

②（1分）加熱濃縮、冷卻結(jié)晶

③（2分）179.2

【解析】

試題分析：

（1）①根據(jù)海水中離子成分表和放電順序可知，陽極的反應(yīng)式2Cl—-2e—=Cl2↑，②陰極的反應(yīng)式是：2H+ + 2e- =H2 ,氫離子是水電離出來的，氫離子放電過程促進(jìn)了水的電離，陰極周圍OH-濃度增加，與鎂離子結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，同時(shí)生成的OH-與HCO3-生成水和CO32-，CO32-與Ca2+反應(yīng)生成沉淀；淡水的出口可以從陰陽離子的移動(dòng)方向看出。

（2）由于海水中的溴離子并不高，所以2次轉(zhuǎn)化的目的是為了提高濃度，即是富集；在流程中找到“吸收塔”，吸收塔中含有的溴與二氧化硫反應(yīng)，溴的強(qiáng)氧化性會(huì)將二氧化硫氧化，所以在溶液中以硫酸根離子形式存在，溴單質(zhì)被還原后則是溴離子，寫方程式時(shí)可以先寫SO2+ Br2→2Br—+SO42—再根據(jù)電原子守恒和電荷守恒，在邊補(bǔ)上水，右邊補(bǔ)上氫離子，配平就可以了；因?yàn)殇逡讚]發(fā)，通入空氣可以起到攪拌的作用，最主要是將溴蒸氣帶出。

②審題“從溶液到晶體”所以要先蒸發(fā)濃縮，再冷卻結(jié)晶。

③由上表可知，Br-的含量為64mg/L,所以在10m3海水所含有的溴離子的物質(zhì)的量為：

10×1000L×64×10-3g/L÷80g/mol=8mol,根據(jù)2Br- + Cl2 = Br2 +2Cl-進(jìn)行計(jì)算得到Cl2在標(biāo)況下的體積應(yīng)為89.6L，但由于要進(jìn)行2次Br－→Br2轉(zhuǎn)化，所以至少要用179.2L。

考點(diǎn)：電解飽和食鹽水的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)，二氧化硫的還原性， 溴的制備。