- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
海洋具有十分巨大的开发潜力，人们可以从海水中获得多种物质．
（1）工业上进行海水淡化有多种方法．
①蒸馏法是历史悠久，技术和工艺比较成熟的海水淡化方法，如图1是海水蒸馏法装置示意图，仪器B的名称是______
②如图2是膜分离技术进行淡化的原理示意图，水分子可以透过淡化膜，而海水中其他各种粒子不能通过淡化膜，加压后，右侧海水中减少的是______（填字母）
A．溶质质量 B．溶液质量
C．溶剂质量 D．溶质的物质的量浓度
（2）碘在海水中主要以I-的形式存在，而在地壳中主要以IO3-的形式存在，几种粒子之间有如下转化关系：
①途径Ⅰ反应的离子方程式是______．
②如以海水为原料制取I2，通入的Cl2要适量，如过量就会发生途径Ⅲ的副反应，则途径Ⅲ的反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是______．
③如以途径Ⅱ在溶液中制取I2，反应后的溶液显酸性，则反应的离子方程式是______．
正确答案
解：（1）①该仪器名称是冷凝管或冷凝器，故答案为：冷凝管或冷凝器；
②淡化膜的作用是水分子通过、其它粒子不能通过，所以海水中溶剂的量减少、溶质的量不变，则海水质量减少，故选BC；
（2）①氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化为碘，自身被还原为氯离子，离子方程式为C12+2I-=2C1-+I2，故答案为：C12+2I-=2C1-+I2；
②氧化剂中Cl元素化合价由0价变为-1价、还原剂中I元素化合价由-1价变为+5价，根据转移电子相等配平方程式为3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+，根据方程式知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1，故答案为：3：1；
③酸性条件下，IO3-和HSO3-发生氧化还原反应生成SO42-、H+和I2，离子反应方程式为2IO3-+5HSO3-=5SO42-+H2O+3H++I2，故答案为：2IO3-+5HSO3-=5SO42-+H2O+3H++I2．
解析
解：（1）①该仪器名称是冷凝管或冷凝器，故答案为：冷凝管或冷凝器；
②淡化膜的作用是水分子通过、其它粒子不能通过，所以海水中溶剂的量减少、溶质的量不变，则海水质量减少，故选BC；
（2）①氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化为碘，自身被还原为氯离子，离子方程式为C12+2I-=2C1-+I2，故答案为：C12+2I-=2C1-+I2；
②氧化剂中Cl元素化合价由0价变为-1价、还原剂中I元素化合价由-1价变为+5价，根据转移电子相等配平方程式为3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+，根据方程式知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1，故答案为：3：1；
③酸性条件下，IO3-和HSO3-发生氧化还原反应生成SO42-、H+和I2，离子反应方程式为2IO3-+5HSO3-=5SO42-+H2O+3H++I2，故答案为：2IO3-+5HSO3-=5SO42-+H2O+3H++I2．
海水是一个巨大的化学资源库，有关海水综合利用的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．海水中含有的钾元素是以K+的形式存在，要转化为钾单质，钾元素必然降价，要发生还原反应，即只经过物理变化不能从海水中得到钾单质，故A错误；
B．海水中含有氯化钠，经过海水蒸发制得氯化钠，是溶液中溶质和溶剂的分离，只发生了物理变化，没有发生化学变化，故B错误；
C．利用朝汐发电是朝汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故C错误；
D．从海水中得到氯化钠后，可以电解熔融状态的氯化钠2NaCl
故选D．
镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的．主要步骤如下：
（1）为了使MgSO4转化Mg（OH）2，试剂①可以选用______，要MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应______；
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是______；
（3）试剂②可以选用______；其反应的离子方程式为______．
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为______．
正确答案
解：（1）使MgSO4转化为Mg（OH）2，应选择碱，在转化中不引入新的离子，则试剂①选择NaOH，为了使镁离子完全转化，加入试剂①的量应过量，
故答案为：NaOH；过量；
（2）过滤适用于不溶于水的固体和液体，分离固体和液体用过滤，所以分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是过滤，故答案为：过滤；
（3）从氢氧化镁到氯化镁，氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的化学方程式为：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，所以离子方程式为Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O，
故答案为：盐酸；Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O；
（4）氯化镁电解为分解反应，产物为镁和氯气，故答案为：MgCl2（熔融）
解析
解：（1）使MgSO4转化为Mg（OH）2，应选择碱，在转化中不引入新的离子，则试剂①选择NaOH，为了使镁离子完全转化，加入试剂①的量应过量，
故答案为：NaOH；过量；
（2）过滤适用于不溶于水的固体和液体，分离固体和液体用过滤，所以分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是过滤，故答案为：过滤；
（3）从氢氧化镁到氯化镁，氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的化学方程式为：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，所以离子方程式为Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O，
故答案为：盐酸；Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O；
（4）氯化镁电解为分解反应，产物为镁和氯气，故答案为：MgCl2（熔融）
下列从海水中提取镁的工艺流程中，你认为最合理的（ ）
A海水
B海水
C海水
D海水
正确答案
解析
解：海水中含有镁离子，要想从海水中提取镁，首先要将镁离子转化为难溶性的氢氧化镁，所以向海水中加入碱，且加入的碱要廉价，所以可以选取熟石灰制取氢氧化镁；
镁是活泼金属，所以工业上用电解熔融氯化镁或氧化镁的方法冶炼，但氧化镁熔点较高，电解时浪费热能，所以一般采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁，然后采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故选B．
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K+、Mg2+、Br-、SO42-QUOTE、Cl-等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如图1流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作①是______；操作③是______；操作④是______．（填操作名称）
（2）操作②需要的主要玻璃仪器除烧杯外，还需要______．
（3）加入足量的X、Y、Z是为了除去溶液中的杂质，它们依次是BaCl2溶液、KOH溶液和______溶液．（填化学式）
（4）检验无色溶液B中是否含有SO42-的方法是______．
（5）写出操作⑤的具体操作步骤______；
（6）某同学用如图2所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中，装置b的作用是______；若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置，装置c可任意改进，则根据下列提供的药品，用这套装置还可以制取的气体是______；
①制NH3：浓氨水和碱石灰
②制SO2：Cu片和浓硫酸
③制NO：Cu片和稀硝酸
④制O2：MnO2和双氧水．
正确答案
解：（1）由流程可知，最开始加的氧化剂将Br-氧化生成Br2，由加入CCl4可知，是用萃取剂萃取Br2，所以操作①是萃取；利用蒸馏（操作③）从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴；操作④分离出固体和溶液，该操作方法为过滤，
故答案为：萃取；蒸馏；过滤；
（2）操作②为分液，需要用到分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
（3）BaCl2溶液除去SO42-；KOH溶液除去Mg2+；再加入K2CO3溶液，除去过量的BaCl2，
故答案为：K2CO3；
（4）检验无色溶液B中是否含有SO42-方法是：取少量溶液B于试管中，向试管内滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若无白色沉淀产生则无SO42-；若有白色沉淀产生则含有SO42-；
故答案为：取少量溶液B于试管中，向试管内滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若无白色沉淀产生则无SO42-；若有白色沉淀产生则含有SO42-；
（5）操作⑤将得到的无色溶液C进行蒸发结晶得到KCl晶体，操作方法为：将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液表面出现晶膜时，停止加热，
故答案为：将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液表面出现晶膜时，停止加热；
（6）制备气体时要防止液体倒吸，b的作用为安全瓶，起到防止倒吸作用；
由装置图可知，制备气体时不需要加热，并且生成的气体用向下排空气法收集，气体的密度比空气的小，只有氨气符合，
故答案为：安全瓶（或防止倒吸）； ①．
解析
解：（1）由流程可知，最开始加的氧化剂将Br-氧化生成Br2，由加入CCl4可知，是用萃取剂萃取Br2，所以操作①是萃取；利用蒸馏（操作③）从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴；操作④分离出固体和溶液，该操作方法为过滤，
故答案为：萃取；蒸馏；过滤；
（2）操作②为分液，需要用到分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
（3）BaCl2溶液除去SO42-；KOH溶液除去Mg2+；再加入K2CO3溶液，除去过量的BaCl2，
故答案为：K2CO3；
（4）检验无色溶液B中是否含有SO42-方法是：取少量溶液B于试管中，向试管内滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若无白色沉淀产生则无SO42-；若有白色沉淀产生则含有SO42-；
故答案为：取少量溶液B于试管中，向试管内滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若无白色沉淀产生则无SO42-；若有白色沉淀产生则含有SO42-；
（5）操作⑤将得到的无色溶液C进行蒸发结晶得到KCl晶体，操作方法为：将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液表面出现晶膜时，停止加热，
故答案为：将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液表面出现晶膜时，停止加热；
（6）制备气体时要防止液体倒吸，b的作用为安全瓶，起到防止倒吸作用；
由装置图可知，制备气体时不需要加热，并且生成的气体用向下排空气法收集，气体的密度比空气的小，只有氨气符合，
故答案为：安全瓶（或防止倒吸）； ①．
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