Question

【題目】海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下：

成分	含量/（mg·L-1）	成分	含量/（mg·L-1）
Cl-	18980	Ca2+	400
Na+	10560	HCO3-	142
SO42-	2560	Br-	64
Mg2+	1272

（1）電滲析法淡化海水示意圖如下圖所示；其中陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過(guò)。

①陽(yáng)極主要電極反應(yīng)式是____________。

②在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀，兩種主要的成分為____________。

③淡水的出口為_______（填“a”、“b”或“c”）。

（2）利用海水可以提取溴和鎂，提取過(guò)程如下：

①?gòu)腗gCl2·6H2O晶體得到無(wú)水MgCl2的主要實(shí)驗(yàn)操作是_______________。

②依據(jù)上述流程，若將0.5m3海水中的溴元素轉(zhuǎn)化為工業(yè)溴，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2的體積為_________L（忽略Cl2溶解）。

Answer 1

【答案】 2Cl-－2e-=Cl2↑ Mg（OH）2、 CaCO3 b 在HCl氣流中加熱 8.96

【解析】試題分析：本題考查電滲析法淡化海水和從海水中提取Mg和溴，主要考查電解原理和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、鹽類(lèi)水解的應(yīng)用和化學(xué)計(jì)算。

（1）①由于放電順序?yàn)?/span>Br-Cl-OH-含氧酸根，海水中Cl-含量遠(yuǎn)大于Br-，所以陽(yáng)極主要的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑。

②海水中H+的放電能力大于其他陽(yáng)離子，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg2+與OH-形成Mg（OH）2沉淀，HCO3-與OH-生成的CO32-與Ca2+形成CaCO3沉淀；陰極附近少量白色沉淀的主要成分為Mg（OH）2和CaCO3。

③由于陰（陽(yáng)）離子交換膜僅允許陰（陽(yáng)）離子通過(guò)，海水中陽(yáng)離子流向陰極室，陰離子流向陽(yáng)極室，淡水的出口是b。

（2）①由于MgCl2遇水發(fā)生水解生成Mg（OH）2和HCl，為了抑制MgCl2的水解，從MgCl2·6H2O晶體得到無(wú)水MgCl2應(yīng)在HCl氣流中加熱，實(shí)驗(yàn)主要操作是：在HCl氣流中加熱。

②根據(jù)流程，海水中提取溴時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為Cl2+2Br-=2Cl-+Br2、SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，則兩步中需要消耗的n（Cl2）=n（Br-）=0.5m364g/m380g/mol=0.4mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗Cl2的體積為V（Cl2）=0.4mol22.4L/mol=8.96L。