Question

【題目】從海水中提取溴的工業(yè)流程如圖：

(1)步驟I中將鹵水酸化，再通入Cl2，是為了防止Cl2與堿反應(yīng)，寫(xiě)出Cl2與堿反應(yīng)的離子方程式_____。

(2)步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是__________。

(3)實(shí)驗(yàn)室保存液溴時(shí)，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水，這與液溴的_____性質(zhì)有關(guān)（填寫(xiě)序號(hào)）。

A.氧化性 B.還原性 C.揮發(fā)性 D.密度比水大

(4)步驟II中將吹出的溴蒸汽用純堿溶液吸收時(shí)還有CO2生成，寫(xiě)出吸收時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___。

(5)步驟II中通入熱空氣吹出的Br2用純堿溶液吸收前先經(jīng)過(guò)NaBr溶液，其目的是______________。

(6)步驟III中蒸餾出工業(yè)溴后殘留液的主要溶質(zhì)是_______________。

(7)步驟III中若使用硝酸酸化，缺點(diǎn)是_________。

Answer 1

【答案】Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O 富集溴元素 CD 3CO32-+3Br2=3CO2+5Br-+BrO3- 除去未反應(yīng)完的氯氣 Na2SO4 可能會(huì)生成氮氧化物氣體污染空氣

【解析】

(1)Cl2在堿性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生Cl-、ClO-和H2O；

(2)步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素；

(3)溴單質(zhì)具有易揮發(fā)性和在水中溶解度比較小分析；

(4)根據(jù)反應(yīng)物、生成物，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；

(5)根據(jù)Cl2與NaBr反應(yīng)制取Br2，從Cl2反應(yīng)程度上分析；

(6)NaBr、NaBrO3、H2SO4發(fā)生歸中反應(yīng)，根據(jù)元素守恒分析；

(7)根據(jù)硝酸的強(qiáng)氧化性分析。

(1)Cl2在堿性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生Cl-、ClO-和H2O，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O；

根據(jù)流程分析可知：海水通過(guò)一定方法淡化得到淡水和鹵水，鹵水加入氧化劑氧化溴離子為單質(zhì)溴，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用的是溴單質(zhì)的易揮發(fā)性，再利用酸溶液中溴酸根離子和溴離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到溴單質(zhì)，

(2)步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本；

(3)溴單質(zhì)在室溫下為深紅棕色液體，易揮發(fā)，由于其密度比水大，且在水中溶解度較小，實(shí)驗(yàn)室保存液溴時(shí)，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水形成水封，故合理選項(xiàng)是CD；

步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，就是利用溴的揮發(fā)性，故答案為：C；

(4)根據(jù)流程圖及題目敘述可知Br2在Na2CO3溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生NaBr、NaBrO3、CO2，該反應(yīng)中Br元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>-1價(jià)、+5價(jià)，其最小公倍數(shù)是5，再結(jié)合原子守恒或電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式為：3CO32-+3Br2=3CO2+5Br-+BrO3-；

(5)上述流程中吹出的溴蒸氣是Cl2與NaBr反應(yīng)產(chǎn)生的，因此溴蒸氣中可能含有過(guò)量的未反應(yīng)的氯氣，步驟II中通入熱空氣吹出的Br2用純堿溶液吸收前先經(jīng)過(guò)NaBr溶液，可以發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，除去未反應(yīng)完的氯氣；

(6)步驟II反應(yīng)產(chǎn)生的NaBr、NaBrO3與硫酸混合，發(fā)生反應(yīng)：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的Br2被蒸出，所以步驟III中蒸餾出工業(yè)溴后殘留液的主要溶質(zhì)是Na2SO4；

(7)步驟III中若使用硝酸酸化，由于硝酸不僅具有酸性，而且還具有強(qiáng)的氧化性，可以將NaBr氧化為Br2或更高價(jià)態(tài)的化合物，HNO3被還原產(chǎn)生NO、NO2等氧化物，導(dǎo)致環(huán)境污染。