Question

溴及其化合物在人類生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用．大量的溴用于制造感光材料和染料，化學(xué)試劑和醫(yī)學(xué)藥物等，家用藥箱中的必備藥品紅汞就是溴汞化合物．茫茫大海是溴的“故鄉(xiāng)”，早在19世紀(jì)初，法國化學(xué)家就發(fā)明了提取溴的空氣吹出法工藝，這個方法也是目前工業(yè)規(guī)模海水提滾的成熟方法．其工藝流程如下：

（1）步驟③中通入然空氣而不是直接通入空氣的原因是

 

．
（2）步驟④的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．
（3）步驟⑥的操作方法是

 

（填操作名稱）．
（4）為什么不直接用含溴的海水進行蒸餾得到液溴，而要經(jīng)過“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”：

 

．
（5）將步驟③分離出的溴用碳酸鈉吸收，得到溴化鈉和溴酸鈉的混合物，再酸化、蒸餾，就可得較純的溴，過程中有兩步主要反應(yīng)，請寫出第二步反應(yīng)的離子方程式：
a.3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+B₂O₃+3CO₂↑  b．

 

現(xiàn)有1t含純堿晶體（Na₂CO₃?10H₂O）28.6%的工業(yè)廢渣，可用于溴的生產(chǎn)．理論上可得到溴

 

kg．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用

專題：

分析：（1）通過空氣吹出可以使海水中的溴揮發(fā)出來；
（2）二氧化硫能夠與溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）在溴水中，溴的沸點是58.5°C，水的是100°C，可以通過蒸餾方法從溴水中分離出溴單質(zhì)；
（4）海水中溴離子的濃度較少，在海水提取溴之前，必須進行海水濃縮以節(jié)約成本；
（5）溴化鈉和溴酸鈉在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成溴與水；根據(jù)反應(yīng)方程式找出碳酸鈉與溴單質(zhì)的關(guān)系式，然后根據(jù)碳酸鈉的物質(zhì)的量計算出溴單質(zhì)的質(zhì)量．

解答： 解：（1）溴易揮發(fā)，通過空氣吹出可以促進溴的揮發(fā)，
故答案為：促進溴的揮發(fā)；
（2）SO₂和氯氣、水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
（3）溴的沸點是58.5°C，水的是100°C，可以使溫度控制在80-90℃通過蒸餾方法從溴水中分離出溴單質(zhì)，
故答案為：蒸餾；
（4）氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì)，但濃度低，產(chǎn)量低，應(yīng)經(jīng)過“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”的過程進行富集，
故答案為：氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì)，但濃度低，如果直接蒸餾原料，產(chǎn)品成本高“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”的過程實際上是一個Br₂的富集過程；
（5）溴化鈉和溴酸鈉在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成溴與水，反應(yīng)離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
根據(jù)反應(yīng)3Br₂+3Na₂CO₃=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑、5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O可得關(guān)系式：Na₂CO₃～Br₂，
1t含純堿晶體（Na₂CO₃?10H₂O）28.6%的工業(yè)廢渣中含有碳酸鈉晶體的質(zhì)量為：1×10³kg×28.6%=286kg，
則：Na₂CO₃?10H₂O～Na₂CO₃～Br₂
      286                 160
      286kg               m
所以：m=

286kg×160

286

=160kg，
故答案為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；160．

點評：本題考查了海水資源及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及知識點較多，正確分析工藝流程為解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．