- 从海水中提取重水——电解法
- 共657题
(化学--选修化学与技术)
海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类.人类在陆地上发现的100多种元素,在海水中可以找到80多种.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景.回答下列问题:
(1)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法,技术和工艺比较完备,但由于使用大量燃煤,因此能耗多、排污量大.为克服蒸馏法海水淡化的缺陷,请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议______.
(2)使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术.聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式______..
(3)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法,流程如下(苦卤:海水蒸发结晶分离出食盐后的母液):
①反应②的离子方程式为______; ②从反应③后的四氯化碳溶液中分离出单质溴的方法是______.
(4)苦卤中含有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4.用简要的文字说明如何测定苦卤中MgCl2的含量______.
正确答案
(1)能代替大量燃煤能耗多、排污量大的缺陷的办法是寻找新的清洁能源,这是淡化海水工艺面临的问题,而潮汐能、风能、太阳能等均是海边富有的洁净能源,
故答案为:充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源;
(2)聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚反应的产物,根据聚合物找单体的方法,则单体为丙烯酸钠,结构简式为:CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
(3)溴具有氧化性,能将具有还原性的二氧化硫氧化,反应为:SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-,两种互相溶解物质分离的方法叫蒸馏,故答案为:SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;蒸馏;
(4)苦卤中含有MgCl2、MgSO4两种含镁离子的盐,测定苦卤中MgCl2的含量必须将硫酸镁中的镁离子去除,可以先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量,故答案为:先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量.
海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴过程如下:
(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的新产品有H2、_______、______或H2、______.
(2)步骤Ⅱ中用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为______.
(3)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,绘制了如下装置简图:
请你参与分析讨论:
①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______.
②C中液体产物颜色为______,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______.
③用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用______.
正确答案
(1)惰性电极电解食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠;利用生成物可以使氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水;
故答案为:Cl2 ;NaOH;NaClO;
(2)依据流程图分析可知,为富集溴,用二氧化硫还原溴单质为溴离子;反应的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-;故答案为:Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-;
(3)①要达到提纯溴的目的,关键是控制镏出成分的沸点,Br2的沸点为59℃,控制温度为59℃,冷凝得到液溴;
故答案为:利用温度计控制产生蒸气的温度,并收集59℃时的馏分;
②得到的溴单质颜色为深红棕色;除去该产物中仍残留的少量Cl2,利用氯气强氧化性,可向其中加入NaBr溶液反应生成氯化钠和溴单质;溴单质微溶于水,所以可以分液分离或蒸馏得到溴单质;
故答案为:深红棕色;分液(或蒸馏);
③溴单质是有毒性和强腐蚀性,不能排放到空气中,需要用碱吸收,反应的离子方程式为:Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O;故答案为:Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O.
海带中含有丰富的碘.为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验(图1):
(1)从上述步骤中可知,海带中含有的碘元素的主要存在形式是______.
(2)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,还需要用到的实验仪器是______.
(3)步骤④中的转化还可以Cl2或双氧水,请分别写出反应的离子方程式:______、______.
(4)步骤⑥是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,还需经过蒸馏,指出下列实验装置中(图2)的错误之处.
①______②______
进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______、______,最后晶态碘在______里聚集.
正确答案
(1)步骤③得到含碘离子的溶液,说明海带中是化合态的碘元素,故答案为:化合态碘元素;
(2)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,还需要用到的实验仪器是,坩埚、酒精灯、坩埚钳;
故答案为:坩埚、酒精灯、坩埚钳;
(3)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化;Cl2或双氧水(H2O2)可氧化碘离子,反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,
故答案为:Cl2+2I-=2Cl-+I2;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
(4)根据蒸馏的注意事项可知,图中出现以下错误:①温度计水银球的位置错误,应与蒸馏瓶支管下沿平齐;②烧杯下没垫石棉网,否则加热时会受热不均而炸裂;③冷冷凝管中凝水的流向错误,冷水应从下方进,上方出;又用酒精灯直接加热温度变化快,而水浴加热试管内试剂受热比较均匀,
故答案为:①温度计水银球的位置错误,应与蒸馏瓶支管下沿平齐;②烧杯下没垫石棉网,否则加热时会受热不均而炸裂;③冷冷凝管中凝水的流向错误,冷水应从下方进,上方出;试剂受热均匀;
反应温度低于100℃,受热均匀,容易控制反应温度;步骤⑥是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯;所以碘在蒸馏烧瓶中聚集;
故答案为:温度计水银球位置没有放在蒸馏烧瓶的支管口;冷凝管中的水流方向错误;加热时在烧杯上没有垫石棉网;受热均匀;容易控制反应温度;反应温度低于100℃;蒸馏烧瓶
下列物质的转化或分离是如何实现的,请将所选方法的字母代号填在横线上(每空只填写一种最主要的方法)。 A.溶解 B.裂解 C.分馏 D.裂化 E.干馏 F.蒸馏 G.电解 H.过滤 I.萃取
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等________;
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等________;
(3)将海水淡化___________;
(4)除去粗盐溶液中的泥沙________;
(5)从海水得到的无水MgCl2中提取金属镁_________;
(6)海水提取溴获得的溴水中,提取溴单质_________。
正确答案
(1)E
(2)C
(3)F
(4)H
(5)G
(6)I
有关海洋中部分资源的利用(如图)的说法不正确的是( )
正确答案
A.因为澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小,故应该用Cl2与石灰乳制制取漂白粉,故A错误;
B.为了抑制Mg2+水解,MgCl2•6H2O晶体制无水MgCl2时需在HCl气流中加热脱水,故B正确;
C.溴单质能把SO2氧化为硫酸,其反应为:Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr,故C正确;
D.ICl和IBr中I元素均为+1价,与KI中的-1价I发生归中反应,生成I2,然后进行升华提纯,故D正确;
故选A.
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