- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
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，请回答有关问题．
（1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架、坩埚、泥三角外，还需要用到下列仪器中的______．
A．烧杯 B．酒精灯 C．表面皿 D．干燥器
（2）步骤③的实验操作名称是______；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是______．
（3）步骤④的反应中碘离子被______（填“氧化”或“还原”）．
（4）检验单质碘的方法是______．
正确答案
解：实验室从海带中提取碘：海带灼烧成灰，浸泡溶解得到海带灰悬浊液，通过过滤，得到不溶的残渣，滤液为含碘离子的溶液，加入氧化剂，将碘离子氧化成碘单质，利用有机溶剂萃取出碘单质，再通过蒸馏提取出碘单质．
（1）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，
故选：B；
（2）步骤③是分离不溶于水的海带灰固体和含碘离子的液体，则实验操作为过滤，步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离，则实验操作为蒸馏，
故答案为：过滤；蒸馏；
（3）碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘：离子方程式为：2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O，
故答案为：氧化；
（4）根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在，实验操作为取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果溶液变蓝色，就证明含有碘单质，
故答案为：用淀粉，淀粉遇碘单质变蓝．
解析
解：实验室从海带中提取碘：海带灼烧成灰，浸泡溶解得到海带灰悬浊液，通过过滤，得到不溶的残渣，滤液为含碘离子的溶液，加入氧化剂，将碘离子氧化成碘单质，利用有机溶剂萃取出碘单质，再通过蒸馏提取出碘单质．
（1）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，
故选：B；
（2）步骤③是分离不溶于水的海带灰固体和含碘离子的液体，则实验操作为过滤，步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离，则实验操作为蒸馏，
故答案为：过滤；蒸馏；
（3）碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘：离子方程式为：2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O，
故答案为：氧化；
（4）根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在，实验操作为取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果溶液变蓝色，就证明含有碘单质，
故答案为：用淀粉，淀粉遇碘单质变蓝．
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质，其流程如图1所示：
（1）粗盐中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质，为除去这些杂质得到精盐，进行如下操作：①溶解；②加过量的BaCl2溶液；③加过量的NaOH溶液；④加过了的Na2CO3溶液；⑤______；⑥加适量的盐酸；⑦______．
（2）溶液Ⅱ中发生反应的化学方程式是______．
（3）Mg（OH）2沉淀中因混有Ca（OH）2，可选用______溶液进行洗涤以除之．
（4）高温灼烧六水合氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）所得固体是氧化镁，试写出该反应的化学方程式：______．
（5）若在母液中通入氯气可提取海水中的溴，过程如图2：
①反应 I的离子方程式：______．
②步骤 I中已获得Br2，步骤 II又将Br2还原为Br-，其目的为______．
③步骤 II中，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是______．
④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，了解到如图3所示的装置：
（ I）整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是______．
（ II）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？______．
（ III）C中溶液产生颜色为______，为除去该物质中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______．
正确答案
解：（1）将生成的硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀从溶液中除去用过滤的方法；氯化钠和盐酸的混合溶液得到氯化钠晶体，可以用蒸发结晶的方法，除去溶液中的氯化氢和水，
故答案为：过滤；蒸发结晶；
（2）溶液Ⅱ中为氯化钠和氨水的混合液，为了提高二氧化碳的溶解度，加入二氧化碳后，NaCl、NH3、CO2等发生反应生成NaHCO3和NH4Cl，
故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl；
（3）Mg（OH）2 和Ca（OH）2 两种沉淀中氢氧化镁溶解度更小，可以加入 MgCl2 使Ca（OH）2 转化为 Mg（OH）2 沉淀，
故答案为：MgCl2；
（4）从题意看出，高温灼烧六水合氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）所得固体只有氧化镁，氯元素、氢元素和氧元素要成为氯化氢和水蒸气释放出去，该反应的化学方程式：MgCl2•6H2O
故答案为：MgCl2•6H2O
（5）①氯气具有氧化性，其氧化性强于溴单质，氯气能氧化溴离子，反应实质为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-，
故答案为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
②步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，步骤I中获取的溴浓度较小，所以其目的是富集溴元素；
故答案为：富集溴元素；
③溴具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者能发生氧化还原生成硫酸和氢溴酸，离子反应方程式为：Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；生成的两种酸都是强酸，对设备腐蚀较严重，所以要解决的主要问题是设备被腐蚀问题，
故答案为：强酸对设备的严重腐蚀；
④（ I）控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质，同时避免污染环境，最后进行尾气吸收，由于溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，
故答案为：Br2腐蚀橡胶；
（ II）为制取较纯净的溴单质，应该控制b的温度，以便使溴被蒸馏，再经过冷凝得到溴单质，
故答案为：控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分；
（ III）溴的沸点是59℃，溴蒸气冷凝后得到溴单质，溴单质是深红棕色，溴和水的沸点不同、溴在水中的溶解度小于在有机溶剂中的溶解度，所以可以采用蒸馏或分液的方法分离，
故答案为：深红棕色；分液（或蒸馏 ）．
解析
解：（1）将生成的硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀从溶液中除去用过滤的方法；氯化钠和盐酸的混合溶液得到氯化钠晶体，可以用蒸发结晶的方法，除去溶液中的氯化氢和水，
故答案为：过滤；蒸发结晶；
（2）溶液Ⅱ中为氯化钠和氨水的混合液，为了提高二氧化碳的溶解度，加入二氧化碳后，NaCl、NH3、CO2等发生反应生成NaHCO3和NH4Cl，
故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl；
（3）Mg（OH）2 和Ca（OH）2 两种沉淀中氢氧化镁溶解度更小，可以加入 MgCl2 使Ca（OH）2 转化为 Mg（OH）2 沉淀，
故答案为：MgCl2；
（4）从题意看出，高温灼烧六水合氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）所得固体只有氧化镁，氯元素、氢元素和氧元素要成为氯化氢和水蒸气释放出去，该反应的化学方程式：MgCl2•6H2O
故答案为：MgCl2•6H2O
（5）①氯气具有氧化性，其氧化性强于溴单质，氯气能氧化溴离子，反应实质为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-，
故答案为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
②步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，步骤I中获取的溴浓度较小，所以其目的是富集溴元素；
故答案为：富集溴元素；
③溴具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者能发生氧化还原生成硫酸和氢溴酸，离子反应方程式为：Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；生成的两种酸都是强酸，对设备腐蚀较严重，所以要解决的主要问题是设备被腐蚀问题，
故答案为：强酸对设备的严重腐蚀；
④（ I）控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质，同时避免污染环境，最后进行尾气吸收，由于溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，
故答案为：Br2腐蚀橡胶；
（ II）为制取较纯净的溴单质，应该控制b的温度，以便使溴被蒸馏，再经过冷凝得到溴单质，
故答案为：控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分；
（ III）溴的沸点是59℃，溴蒸气冷凝后得到溴单质，溴单质是深红棕色，溴和水的沸点不同、溴在水中的溶解度小于在有机溶剂中的溶解度，所以可以采用蒸馏或分液的方法分离，
故答案为：深红棕色；分液（或蒸馏 ）．
海水是巨大的资源宝库，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．地球上99%的溴元素存在于海水中，所以溴元素有“海洋元素”之称，故A错误；
B．海水中含量最多的物质是氯化钠，最多的金属元素是钠元素，故B错误；
C．海水蒸发制食盐的过程是物理变化过程，利用了水易挥发的性质进行分离，没有发生化学变化，海水提取碘单质，I元素化合价发生变化，由化合态生成游离态，一定发生氧化还原反应，故C错误；
D．“氯碱工业”，是指饱和食盐水在直流电的条件下生成氢氧化钠、氯气和氢气：2NaCl+2H2O
故选D．
金属冶炼、硫酸工业、纯碱工业、石油化学工业、海水的综合利用等在国民经济中占有重要地位．请回答下列问题：
（1）下面说法不正确的是______
A、海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体系
B、电解氧化铝时，加入冰晶石的主要目的是获得更为纯净的铝
C、联合制碱法将纯碱生产与合成氨生产联合起来，使各种原料得到了充分的利用
D、煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径
（2）海南省石碌铁矿盛产赤铁矿（主要成分为三氧化二铁），写出以赤铁矿石为原料炼铁的主要化学反应的方程式______．从炼铁高炉中出来的生铁经过一系列的加工成为铁制品，现要在铁制品上镀一层锌，选用的阳极材料为______，电镀液为______．
（3）某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，风景秀丽，文物古迹较多，人口密集．如果在此地建造硫酸厂，有何利弊？______．
正确答案
解：（1）A、海水综合利用，包括海水淡化、制食盐及生产烧碱、冶炼金属镁、海水提溴等方面，故A正确；
B、电解氧化铝时，加入冰晶石的主要目的是为了降低氧化铝的熔点，故B错误；
C、联合制碱法将纯碱生产与合成氨生产联合起来，这样使各种原料得到了充分的利用，故C正确；
D、煤的气化和液化可以使煤的燃烧减少污染物的排放，是使煤变成清洁能源的有效途径，故D正确．
故选B．
（2）赤铁矿石为原料炼铁的化学反应的方程式为：Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
（3）根据题干：某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，这些条件为硫酸的生产提供了有利条件，但是，硫酸生产过程中，难免会产生污染性的气体二氧化硫，会对人以及环境造成污染，
故答案为：利：原料丰富、水源充足、交通便利；弊：人口密集、文物古迹较多（危害人的健康、破坏文物）．
解析
解：（1）A、海水综合利用，包括海水淡化、制食盐及生产烧碱、冶炼金属镁、海水提溴等方面，故A正确；
B、电解氧化铝时，加入冰晶石的主要目的是为了降低氧化铝的熔点，故B错误；
C、联合制碱法将纯碱生产与合成氨生产联合起来，这样使各种原料得到了充分的利用，故C正确；
D、煤的气化和液化可以使煤的燃烧减少污染物的排放，是使煤变成清洁能源的有效途径，故D正确．
故选B．
（2）赤铁矿石为原料炼铁的化学反应的方程式为：Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
（3）根据题干：某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，这些条件为硫酸的生产提供了有利条件，但是，硫酸生产过程中，难免会产生污染性的气体二氧化硫，会对人以及环境造成污染，
故答案为：利：原料丰富、水源充足、交通便利；弊：人口密集、文物古迹较多（危害人的健康、破坏文物）．
从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤、得到含结晶水的晶体；④将得到晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；⑤电解无水氯化镁，得到金属镁．下列说法中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．海水中富含镁，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，所以此法的优点之一是原料来源丰富，故A正确；
B．①②可得到氢氧化镁沉淀，③加入盐酸，可得到氯化镁，故B正确；
C．⑤为氯化镁的电解，生成氯气和镁，为氧化还原反应，故C错误；
D．反应①涉及分解、化合反应反应，反应②③涉及复分解反应，故D正确；
故选C．
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