- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的以碘离子形式存在的碘元素．在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：
（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③______，步骤⑤______．
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式______．
（3）步骤④中若不用氯气，可以选择滴加稀硫酸，再加入H2O2，则反应的离子方程式______．
（4）提取碘的过程中，可选择的有机试剂是______．
A、酒精 B、醋酸 C、四氯化碳 D、苯
（5）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的两种玻璃仪器是______．
（6）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏．指出下图实验装置中存在的错误之处（1处）______．
（7）请设计出一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法______．
正确答案
解：（1）将浑浊液分成溶液和残渣的方法为过滤操作，将碘从水溶液中转移到有机相中的过程为萃取；
故答案为：过滤；萃取
（2）加入过量氯气是为了将溶液中的碘离子转化为单质碘，离子方程式为Cl2+2I-═I2+2Cl-，故答案为：Cl2+2I-═I2+2Cl-；
（3）加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂，将碘离子转化为单质碘，离子方程式为2H++2I-+H2O2═I2+2H2O，
故答案为：2H++2I-+H2O2═I2+2H2O；
（4）酒精和醋酸虽然也属于有机溶剂，但它们与水可以互溶，故只能选择CD四氯化碳和苯，故答案为：CD；
（5）分液漏斗用来萃取，普通漏斗用来过滤，恰好少了这两种玻璃仪器，故答案为：分液漏斗；普通漏斗；
（6）温度计水银球的位置不对，应将水银球放置在玻璃支管口处，故答案为：温度计水银球的位置不对；
（7）检验提取碘后的水是否有残余的单质碘，可以取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
故答案为：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
解析
解：（1）将浑浊液分成溶液和残渣的方法为过滤操作，将碘从水溶液中转移到有机相中的过程为萃取；
故答案为：过滤；萃取
（2）加入过量氯气是为了将溶液中的碘离子转化为单质碘，离子方程式为Cl2+2I-═I2+2Cl-，故答案为：Cl2+2I-═I2+2Cl-；
（3）加入氢离子和过氧化氢起的作用为氧化剂，将碘离子转化为单质碘，离子方程式为2H++2I-+H2O2═I2+2H2O，
故答案为：2H++2I-+H2O2═I2+2H2O；
（4）酒精和醋酸虽然也属于有机溶剂，但它们与水可以互溶，故只能选择CD四氯化碳和苯，故答案为：CD；
（5）分液漏斗用来萃取，普通漏斗用来过滤，恰好少了这两种玻璃仪器，故答案为：分液漏斗；普通漏斗；
（6）温度计水银球的位置不对，应将水银球放置在玻璃支管口处，故答案为：温度计水银球的位置不对；
（7）检验提取碘后的水是否有残余的单质碘，可以取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
故答案为：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘．
海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下如图1：
（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有______（填化学式）．
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的是______．
（3）某化学小组的同学为了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，设计了如下实验装置：如图2
①图中仪器B的名称是______，冷却水的出口为______ （填“甲”或“乙”）．
②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______．
③C中液体的颜色为______．
④D装置的作用是______．
正确答案
解：（1）电解饱和氯化钠溶液，在阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，同时生成了氢氧化钠，即H2、NaOH，
故答案为：H2、NaOH；
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，
故答案为：提高溴的富集程度；
（3）①由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，冷凝水应从下端进，即从乙进，冷却水的出口为甲，
故答案为：冷凝管；甲；
②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；
③控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质，
故答案为：深棕红色或红棕色；
④进入D装置的物质为溴蒸汽，溴蒸汽有毒，避免污染环境，最后进行尾气吸收，
故答案为：吸收尾气．
解析
解：（1）电解饱和氯化钠溶液，在阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，同时生成了氢氧化钠，即H2、NaOH，
故答案为：H2、NaOH；
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，
故答案为：提高溴的富集程度；
（3）①由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，冷凝水应从下端进，即从乙进，冷却水的出口为甲，
故答案为：冷凝管；甲；
②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；
③控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质，
故答案为：深棕红色或红棕色；
④进入D装置的物质为溴蒸汽，溴蒸汽有毒，避免污染环境，最后进行尾气吸收，
故答案为：吸收尾气．
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，主要以碘化物形式存在．有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质，他们将海带灼烧成灰，用水浸泡一段时间（以让碘化物充分溶解在水中），得到海带灰悬浊液，然后按以下实验流程（图1）提取单质碘：
（1）灼烧海带时需要用到的实验仪器是______（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）；
A、烧杯 B、蒸发皿 C、表面皿 D、铁架台（带铁圈） E、酒精灯 F、干燥器
（2）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①______，③______；
（3）过程②中充入适量Cl2的目的是______，反应的离子方程式为______；
（4）操作③中所用的有机试剂可以是______（只填一种），简述选择其理由______；
（5）操作过程③可以分解为如下几步：
A、把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；B、把50mL碘水和15mL有机溶剂（你所选的）加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；C、检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D、倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；E、旋开活塞，用烧杯接收溶液；F、从分液漏斗上口倒出上层液体；
G、将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准；H、静置、分层．
a：上述G步操作的目的是：______；
b：最后碘的有机溶液是通过______获得（填“漏斗上口”或“漏斗下口”）
（6）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：______；
（7）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液，还需要经过蒸馏，观察图2所示实验装置，指出其错误之处并加以改正______；
（8）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
解：（1）灼烧海带时用坩埚盛放海带，用带铁圈的铁架台放置坩埚，用酒精灯进行加热，所以灼烧海带时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯，故选BDE，
故答案为：BDE；
（2）将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤，从碘水中获取碘单质采用萃取的方法，
故答案为：过滤；萃取；
（3）氯气和碘离子反应生成碘单质，为了时碘离子全部转化为碘单质，氯气应该足量，反应的离子方程式为：2I-+Cl2=2Cl-+I2，
故答案为：使I-转化为I2；
（4）萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，溶质和萃取剂不反应，萃取剂和原来溶剂不能互溶，四氯化碳符合萃取剂的选取标准，所以可以用四氯化碳作萃取剂，
故答案为：CCl4；不溶于水且溶解碘的能力远大于水；
（5）a．从分液漏斗中流出液体是通过大气压强控制的，为了使液体顺利流出，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准，
故答案为：平衡压力便于液体流出；
b．四氯化碳的密度大于水，所以四氯化碳在水的下层，则有机溶剂从分液漏斗的下口流出，
故答案为：漏斗下口；
（6）碘遇淀粉溶液变蓝色，要想检验碘单质，其操作方法是：取提取碘后的水溶液于试管中，加入淀粉溶液，不变蓝，说明没有I2剩余，
故答案为：取提取碘后的水溶液于试管中，加入淀粉溶液，不变蓝，说明没有I2剩余；
（7）图示中错误有：①给烧杯加热时没有用石棉网，②温度计测量的是馏分的温度，温度计的水银球应该插到支管口略靠下位置；冷凝管的冷却水方向应该是下进上出，
故答案为：没有用石棉网，温度计应该插到支管口略靠下位置，冷却水方向应该是下进上出；
（8）用酒精灯直接加热温度变化快，而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀，且温度高时碘易升华，为防止碘升华，采用水浴加热，碘在蒸馏烧瓶内聚集，
故答案为：控制温度，使蒸馏烧瓶内液体受热均匀，防止碘升华；蒸馏烧瓶．
解析
解：（1）灼烧海带时用坩埚盛放海带，用带铁圈的铁架台放置坩埚，用酒精灯进行加热，所以灼烧海带时需要用到的实验仪器是坩埚、带铁圈的铁架台、酒精灯，故选BDE，
故答案为：BDE；
（2）将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤，从碘水中获取碘单质采用萃取的方法，
故答案为：过滤；萃取；
（3）氯气和碘离子反应生成碘单质，为了时碘离子全部转化为碘单质，氯气应该足量，反应的离子方程式为：2I-+Cl2=2Cl-+I2，
故答案为：使I-转化为I2；
（4）萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，溶质和萃取剂不反应，萃取剂和原来溶剂不能互溶，四氯化碳符合萃取剂的选取标准，所以可以用四氯化碳作萃取剂，
故答案为：CCl4；不溶于水且溶解碘的能力远大于水；
（5）a．从分液漏斗中流出液体是通过大气压强控制的，为了使液体顺利流出，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准，
故答案为：平衡压力便于液体流出；
b．四氯化碳的密度大于水，所以四氯化碳在水的下层，则有机溶剂从分液漏斗的下口流出，
故答案为：漏斗下口；
（6）碘遇淀粉溶液变蓝色，要想检验碘单质，其操作方法是：取提取碘后的水溶液于试管中，加入淀粉溶液，不变蓝，说明没有I2剩余，
故答案为：取提取碘后的水溶液于试管中，加入淀粉溶液，不变蓝，说明没有I2剩余；
（7）图示中错误有：①给烧杯加热时没有用石棉网，②温度计测量的是馏分的温度，温度计的水银球应该插到支管口略靠下位置；冷凝管的冷却水方向应该是下进上出，
故答案为：没有用石棉网，温度计应该插到支管口略靠下位置，冷却水方向应该是下进上出；
（8）用酒精灯直接加热温度变化快，而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀，且温度高时碘易升华，为防止碘升华，采用水浴加热，碘在蒸馏烧瓶内聚集，
故答案为：控制温度，使蒸馏烧瓶内液体受热均匀，防止碘升华；蒸馏烧瓶．
海水是巨大的资源宝库，利用海水提取食盐的过程如图所示．回答下列问题：
（1）①粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，精制时所用试剂为：A：盐酸；B：BaCl2溶液；C：NaOH溶液；D：Na2CO3溶液．加入试剂的顺序是______．
②电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应为______，与电源负极相连的电极附近溶液pH的变化是______．
（2）工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱，则气体B是______（填化学式），由NaCl制取纯碱反应的化学方程为______、______．
（3）海水提镁的一段工艺流程如图：
浓海水的主要成分如下：
该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为______，1L浓海水最多可得到产品2的物质的量为______mol．
正确答案
解：（1）①因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐，镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以添加试剂的顺序为：CBDA或BCDA，
故答案为：CBDA或BCDA；
②电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是2Cl--2e-=Cl2↑，与负极相连的阴极发生的反应是：2H++2e=H2↑，H+不断消耗，使得溶液中C（OH-）增大，pH变大，
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；变大；
（2）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
故答案为：CO2；NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
（3）工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，用Ca2+沉淀SO42-生成CaSO4沉淀，离子方程式为：Ca2++SO42-=CaSO4↓，采用过滤的方法得到产品1为CaSO4，滤液中加入石灰乳，发生反应为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，合成中应得到Mg（OH）2沉淀，过滤、干燥的产品2为Mg（OH）2，
溶液中m（Mg2+）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg2+～Mg（OH）2
24g 58g
28.8g m[Mg（OH）2]
m[Mg（OH）2]=28.8g×
故答案为：Ca2++SO42-=CaSO4↓；1.2．
解析
解：（1）①因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐，镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以添加试剂的顺序为：CBDA或BCDA，
故答案为：CBDA或BCDA；
②电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是2Cl--2e-=Cl2↑，与负极相连的阴极发生的反应是：2H++2e=H2↑，H+不断消耗，使得溶液中C（OH-）增大，pH变大，
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；变大；
（2）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
故答案为：CO2；NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
（3）工艺流程合成步骤中加入石灰乳，沉降后，将过滤后的滤液进行脱硫，用Ca2+沉淀SO42-生成CaSO4沉淀，离子方程式为：Ca2++SO42-=CaSO4↓，采用过滤的方法得到产品1为CaSO4，滤液中加入石灰乳，发生反应为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，合成中应得到Mg（OH）2沉淀，过滤、干燥的产品2为Mg（OH）2，
溶液中m（Mg2+）=1L×28.8g/L=28.8g，
Mg2+～Mg（OH）2
24g 58g
28.8g m[Mg（OH）2]
m[Mg（OH）2]=28.8g×
故答案为：Ca2++SO42-=CaSO4↓；1.2．
从海水中可以获得淡水、食盐，并可提取镁和溴等物质．
（1）海水淡化的方法主要有______（填一种）；
（2）从海水中提取镁的流程如下图所示：
反应①的离子方程式为______；
反应②的化学方程式为______；
（3）从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气，将溴离子氧化，该反应的离子方程式为______．
正确答案
解：（1）因海水淡化的常用方法：有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法等，故答案为：海水冻结法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法（任选一答）；
（2）因反应①是Mg（OH）2与盐酸反应：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，离子方程式：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；反应②是电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）
故答案为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O MgCl2（熔融）
（3）因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴：2Br-+Cl2═Br2+2Cl-；故答案为：2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
解析
解：（1）因海水淡化的常用方法：有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、离子交换法等，故答案为：海水冻结法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法（任选一答）；
（2）因反应①是Mg（OH）2与盐酸反应：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，离子方程式：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；反应②是电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）
故答案为：Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O MgCl2（熔融）
（3）因氯气能氧化溴离子得到氯离子和单质溴：2Br-+Cl2═Br2+2Cl-；故答案为：2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
扫码查看完整答案与解析