Question

海洋是一個豐富的資源寶庫，通過海水的綜合利用可獲得許多物質供人類使用。
（1） 海水中鹽的開發利用：
Ⅰ.海水制鹽目前以鹽田法為主，建鹽田必須選在遠離江河入海口，多風少雨，潮汐落差大且又平坦空曠的海灘。所建鹽田分為貯水池、蒸發池和_______池。
II.目前工業上采用比較先進的離子交換膜電解槽法進行氯堿工業生產，在電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，請說明氯堿生產中陽離子交換膜的作用____________________________________________。（寫一點即可）
（2）電滲析法是近年來發展起來的一種較好的海水淡化技術，其原理如下圖所示。請回答后面的問題：

Ⅰ.海水不能直接通入到該裝置中，理由是_____________________________________________。
Ⅱ. B口排出的是________(填“淡水”或“濃水”)。
（3）用苦鹵（含Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等離子）可提取溴，其生產流程如下：

Ⅰ.若吸收塔中的溶液含BrO₃^－，則吸收塔中反應的離子方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
_________________________________________。
Ⅱ.通過①氯化已獲得含Br₂的溶液，為何還需經過吹出、吸收、酸化來重新獲得含Br₂的溶液？_____________________________________________________________________。
Ⅲ.向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在90⁰C左右進行蒸餾的原因是___________________________________________________________________________。

Answer 1

（1） Ⅰ 結晶   Ⅱ 阻止H₂與Cl₂發生反應甚至發生爆炸或阻止Cl₂與生成的NaOH溶液反應而使燒堿產品不純等        （其他合理答案也計分）
（2）Ⅰ 海水中含較多Mg²⁺ 和Ca²⁺等陽離子，電解時會產生Mg(OH)₂、Ca(OH)₂等沉淀從而堵塞陽離子交換膜    （合理答案均計分） （3分）    Ⅱ  淡水
（3）Ⅰ3CO₃^2－+ 3Br₂ ＝ 5Br^－+BrO₃^－+3CO₂↑ 
Ⅱ富集溴，提高Br₂的濃度 （合理答案均計分）
Ⅲ溫度過低難以將Br₂蒸發出來，但溫度過高又會將大量的水蒸餾出來（合理答案均計分）

試題分析：（1）Ⅰ 鹽從貯水池中經過蒸發池，得到濃度較大的鹵水，再將鹵水轉移到結晶池中結晶，最終得粗鹽；Ⅱ陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，從而，在陽極產生的氯氣與在陰極產生的氫氣就不會因接觸反應而發生爆炸，同時陰極上產生的氫氧化鈉也不會與氯氣反應，純度較高；
（2）Ⅰ 海水中富含Ca²⁺、Mg²⁺離子，若將海水直接通入到該裝置中，則海水中的Ca²⁺、Mg²⁺離子易與氫氧根離子結合產生Mg(OH)₂、Ca(OH)₂等沉淀從而堵塞陽離子交換膜 Ⅱ 圖中②處在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。所以B處出水為淡水；
（3）Ⅰ純堿是碳酸鈉，與溴反應有BrO₃^－生成，反應的離子方程式為3CO₃^2－+ 3Br₂ ＝ 5Br^－+BrO₃^－+3CO₂↑
Ⅱ從①出來的溶液中溴的含量不高，如果直接蒸餾，產品成本高，所以需要進一步濃縮溴，提高溴的濃度；
Ⅲ 溫度過高水蒸氣蒸出，溴中含有水分；溫度過低溴不能完全蒸出，產率低。