Question

11．海洋權益是國家權益的重要組成部分，海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取實驗、碘和溴的過程如下：

（1）將NaCl溶液進行電解，在電解槽的陰極區(qū)獲得的產品有H₂、NaOH（填化學式）．
（2）步驟①中已獲得Br₂，步驟②中又將Br₂還原為Br^-，步驟②反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，其目的是提高溴的富集程度．
（3）海水淡化可選用電滲析法，電滲析法是利用電場的作用，強行將離子向電機處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的一種方法，示意圖如下：
電滲析與電解不同之處在于：電滲析法是物理變化，電解是化學變化．
（4）步驟③加Fe粉的目的是鐵粉與碘化銀反應生成碘化亞鐵，有利于提取碘．
（5）寫出步驟④中通入氯氣過量時反應的離子方程式：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂．
（6）路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進行煅燒，再浸取，結晶而制得純堿．食鹽和濃硫酸能反應生成硫酸鈉和氯化氫，之后硫酸鈉與石灰石、焦炭發(fā)生的化學反應方程式為Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂．

Answer 1

分析 （1）電解飽和氯化鈉溶液，在陽極上產生氯氣，陰極上產生氫氣，同時生成了氫氧化鈉；
（2）海水淡化得到的母液和電解氯化鈉溶液生成的氯氣反應，得到的溴單質濃度低，溴單質在水中有一定的溶解性且和水反應，提取時消耗過的能源和原料，降低了經濟效益；
（3）電滲析法是物理變化，電解是化學變化；
（4）步驟③加鐵粉是與碘化銀反應生成碘化亞鐵；
（5）步驟④是過量的氯氣氧化碘離子以及亞鐵離子；
（6）硫酸鈉與石灰石、焦炭發(fā)生反應生成碳酸鈉，C作還原劑，其氧化產物可以是CO或CO₂，還原產物是CaS，據此寫出反應方程式．

解答 解：（1）電解飽和氯化鈉溶液，在陽極上產生氯氣，陰極上產生氫氣，同時生成了氫氧化鈉，即H₂、NaOH，故答案為：H₂、NaOH；
（2）步驟①中已獲得Br₂，步驟②中又將Br₂還原為Br^-，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時消耗過多的原料和能源，離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，轉化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質，用于富集溴元素，故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；提高溴的富集程度；
（3）電滲析法是利用電場的作用，強行將離子向電機處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，說明電滲析法是物理變化，而電解會引起氧化還原反應，是化學變化，故答案為：電滲析法是物理變化，電解是化學變化；
（4）步驟③加鐵粉是與碘化銀反應生成碘化亞鐵，回收銀，并有利于提取碘，故答案為：鐵粉與碘化銀反應生成碘化亞鐵，有利于提取碘；
（5）步驟④中能入氯氣，氯氣先氧化碘離子，再氧化亞鐵離子，離子方程式為：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂，故答案為：2Cl₂+2Fe²⁺+2I^-=4Cl^-+2Fe³⁺+I₂；
（6）硫酸鈉與石灰石、焦炭反應生成CaS、Na₂CO₃，根據元素守恒可知，C作還原劑，它的氧化產物可以是CO或CO₂，故反應方程式為：Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂，
故答案為：Na₂SO₄+4C+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+4CO或Na₂SO₄+2C+CaCO₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaS+Na₂CO₃+2CO₂．

點評 本題考查海水資源的綜合利用，涉及到電解、海水提溴工藝等知識點，注意氧化還原反應離子方程式的書寫，掌握從海水中提取溴的原理為解答該題的關鍵，題目難度中等．