Question

海水是巨大的資源寶庫(kù)，海水水資源的利用及海水化學(xué)資源的利用具有非常廣闊的前景．從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下：

（1）請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法：

 

、

 

．
（2）以NaCl為原料工業(yè)上可制取金屬鈉，其化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（3）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，其目的為

 

．
（4）步驟Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，稱為“空氣吹出SO₂吸收法”，其吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

 

，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是

 

．
（5）步驟Ⅱ還可以利用單質(zhì)溴在水中和在其它溶劑中溶解度的不同提取溴單質(zhì)，此法稱為“溶劑萃取法”．下列試劑中，可用于提取溴的是

 

．
①乙醇    ②四氯化碳   ③硝酸         ④裂化汽油
因工藝復(fù)雜設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)效益低，所以工業(yè)上不采用此方法．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）海水淡化海水就是將海水中的可溶性雜質(zhì)除去的過(guò)程，可根據(jù)淡化原理進(jìn)行分析解答；
（2）活潑金屬采用電解其熔融鹽或氧化物的方法冶煉；
（3）海水淡化得到母液和電解氯化鈉溶液可生成氯氣，得到的溴單質(zhì)濃度低，溴單質(zhì)在水中有一定的溶解性且和水反應(yīng)，提取時(shí)消耗過(guò)的能源和原料，降低了經(jīng)濟(jì)效益；
（4）根據(jù)反應(yīng)Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-有強(qiáng)酸HBr和H₂SO₄生成，易腐蝕設(shè)備；
（5）萃取實(shí)驗(yàn)萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和原溶劑不互溶，萃取劑和溶質(zhì)不反應(yīng)．

解答： 解：（1）淡化海水，應(yīng)將水與海水中的鹽進(jìn)行分離，常用方法有蒸餾：因水的沸點(diǎn)較低，可用蒸餾法得到蒸餾水，實(shí)現(xiàn)海水淡化的目的；電滲析：可使相應(yīng)的離子通過(guò)半透膜以達(dá)到硬水軟化的效果；以及離子交換法：通過(guò)離子交換樹(shù)脂可以除去海水中的離子，從而達(dá)到淡化海水的目的等其它方法，
故答案為：蒸餾法、電滲析法、離子交換法等；
（2）金屬鈉屬于活潑金屬，應(yīng)采用電解熔融氯化鈉的方法冶煉，反應(yīng)的方程式為2NaCl

電解  .

2Na+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl

電解  .

2Na+Cl₂↑；
（3）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時(shí)消耗過(guò)多的原料和能源，轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，
故答案為：富集溴元素；
（4）二氧化硫吸收溴單質(zhì)，Br元素的化合價(jià)由0降低為-1價(jià)，Br₂在反應(yīng)中作氧化劑，表現(xiàn)氧化性，S元素的化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)，SO₂作還原劑，發(fā)生反應(yīng)：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是反應(yīng)生成了兩種強(qiáng)酸，易腐蝕設(shè)備，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕；
（5）萃取實(shí)驗(yàn)萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取劑和原溶劑不互溶，萃取劑和溶質(zhì)不反應(yīng)，根據(jù)萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)知，乙醇、硝酸都和水互溶，所以不能作催化劑，由于裂化汽油中含有不飽和的烯烴，能與溴水中的溴發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能用于萃取溴水中的溴；能作萃取劑的是四氯化碳，
故答案為：②；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水資源的綜合利用，涉及到海水淡化、海水提溴工藝、萃取等知識(shí)點(diǎn)，注意物質(zhì)的分離、提純應(yīng)把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同，掌握從海水中提取食鹽和溴的原理為解答該題的關(guān)鍵，題目難度中等．