Question

16．海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用．
（1）工业上从海水中提取的NaCl可用来制取纯碱，其过程中涉及到的方程式NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图1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在外加电场的作用下海水中的阴、阳离子分别透过阴膜和阳膜，从而使一个间隔室的海水淡化，而其相邻间隔室的海水浓缩．
②海水不能直接通入到阴极室中，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．
③A口排出的是淡水（填“淡水”或“浓盐水”）．
（3）用苦卤（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等离子）可提取溴，已知溴的沸点58.5℃其生产流程如图2：

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，还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br₂的溶液的目的是富集溴．吹出过程是用水蒸气或热空气将Br₂溴蒸汽吹出．
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顺利将溴蒸出，同时防止水馏出．

Answer 1

分析 （1）根据制取纯碱的原理：向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱；
（2）①阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，在电渗析法淡化海水示意图中离子浓度减小为淡化，反之为浓缩；
②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；
③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、硝酸根离子和二氧化碳气体，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，溴单质易挥发，可用水蒸气或热空气吹出；
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）向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，则气体B是二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱，上述反应的化学方程式分别为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl=NH₄Cl+NaHCO₃↓，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，在外加电场的作用下海水中的阴、阳离子分别透过阴膜和阳膜，从而使一个间隔室的海水淡化，而其相邻间隔室的海水浓缩，
故答案为：分别透过阴膜和阳膜；淡化；浓缩；
②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；
③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室离子浓度变大，离子浓度变大的为浓水，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，溴单质易挥发，可用水蒸气或热空气吹出，
故答案为：富集溴；水蒸气或热空气；
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：顺利将溴蒸出，同时防止水馏出．

点评 本题考查海水的综合利用、制纯碱、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）中海水不能直接通入到阴极室中，为易错点，培养了学生运用知识分析问题和解决问题的能力．