Question

4．世界上絕大部分鹵素都存在于海洋．海水呈微堿性，海水曬鹽可以得到粗鹽和鹵水，對粗鹽和鹵水進(jìn)一步加工可以得到氯氣、溴以及其他一些重要的化工產(chǎn)品．
完成下列填空：
（1）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法獲取氯氣．寫出陰極的電極反應(yīng)式H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-=H₂↑），該反應(yīng)為還原（選填“氧化”、“還原”）反應(yīng)．若轉(zhuǎn)移5mol電子，生成氯氣56L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
（2）工業(yè)上從鹵水獲取溴，涉及到“氧化”、“提取”等步驟．“氧化”時先在鹵水中加入硫酸酸化，然后再通入氯氣，硫酸酸化可以提高氯氣的利用率，原因是海水呈弱堿性，氯氣在海水中發(fā)生副反應(yīng)Cl₂+OH^-→ClO^-+Cl^-+H₂O，造成損耗．加入硫酸可中和海水的弱堿性避免副反應(yīng)發(fā)生．在“提取”過程中，用空氣把溴吹出，然后用碳酸鈉溶液吸收，這時溴轉(zhuǎn)化為Br^-和BrO₃^-，同時有CO₂生成，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式3Br₂+3Na₂CO₃=NaBrO₃+5NaBr+3CO₂↑．
（3）用上述方法制得的液溴常溶有少量氯氣，除去氯氣的方法是加入溴化鈉溶液，攪拌，靜置，分液．
（4）足量氯氣與鐵反應(yīng)生成氯化鐵，足量碘與鐵反應(yīng)生成碘化亞鐵．運用原子結(jié)構(gòu)和元素周期律簡要說明導(dǎo)致產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)不同的原因氯和碘處于同一主族，原子最外層都有7個電子，由于碘原子電子層數(shù)比氯多，原子核對最外層電子吸引力弱，所以碘得電子能力弱，單質(zhì)的氧化性比氯弱，無法將鐵元素氧化到+3價．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法獲取氯氣，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，得電子的微粒發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與氯氣之間的關(guān)系式計算生成氯氣體積；
（2）海水呈弱堿性，氯氣在海水中發(fā)生副反應(yīng)Cl₂+OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，加入硫酸能抑制氯氣反應(yīng)；
在“提取”過程中，用空氣把溴吹出，然后用碳酸鈉溶液吸收，這時溴轉(zhuǎn)化為Br^-和BrO₃^-，同時有CO₂生成，該反應(yīng)中溴和碳酸鈉是反應(yīng)物，溴酸鈉、溴化鈉和二氧化碳是產(chǎn)物，根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物書寫方程式；
（3）氯氣能氧化溴離子生成溴單質(zhì)，然后采用分液方法分離提純；
（4）同一主族的非金屬元素，隨著原子序數(shù)增大，原子核外電子層數(shù)增多，原子核對最外層電子的吸引力減小，導(dǎo)致其單質(zhì)的氧化性減弱．

解答 解：（1）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法獲取氯氣，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，所以陰極電極反應(yīng)式為H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-=H₂↑），得電子的微粒發(fā)生還原反應(yīng)，所以該電極上發(fā)生還原反應(yīng)；生成1mol氯氣轉(zhuǎn)移2mol電子，則轉(zhuǎn)移5mol電子生成2.5mol氯氣，其體積=2.5mol×22.4L/mol=56L，
故答案為：H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-=H₂↑）；還原；56；
（2）海水呈弱堿性，氯氣在海水中發(fā)生副反應(yīng)Cl₂+OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，加入的硫酸能氫氧根離子反應(yīng)而抑制氯氣反應(yīng)，所以加入硫酸酸化，然后再通入氯氣，硫酸酸化可以提高氯氣的利用率；
在“提取”過程中，用空氣把溴吹出，然后用碳酸鈉溶液吸收，這時溴轉(zhuǎn)化為Br^-和BrO₃^-，同時有CO₂生成，該反應(yīng)中溴和碳酸鈉是反應(yīng)物，溴酸鈉、溴化鈉和二氧化碳是產(chǎn)物，根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物書寫方程式為3Br₂+3Na₂CO₃=NaBrO₃+5NaBr+3CO₂↑，
故答案為：海水呈弱堿性，氯氣在海水中發(fā)生副反應(yīng)Cl₂+OH^-→ClO^-+Cl^-+H₂O，造成損耗．加入硫酸可中和海水的弱堿性避免副反應(yīng)發(fā)生；3Br₂+3Na₂CO₃=NaBrO₃+5NaBr+3CO₂↑；
（3）氯氣能氧化溴離子生成溴單質(zhì)，然后采用分液方法分離提純，所以其除雜方法為加入溴化鈉溶液，攪拌，靜置，分液，
故答案為：加入溴化鈉溶液，攪拌，靜置，分液；
（4）同一主族的非金屬元素，隨著原子序數(shù)增大，原子核外電子層數(shù)增多，原子核對最外層電子的吸引力減小，導(dǎo)致其單質(zhì)的氧化性減弱，氯和碘處于同一主族，原子最外層都有7個電子，由于碘原子電子層數(shù)比氯多，原子核對最外層電子吸引力弱，所以碘得電子能力弱，單質(zhì)的氧化性比氯弱，無法將鐵元素氧化到+3價，
故答案為：氯和碘處于同一主族，原子最外層都有7個電子，由于碘原子電子層數(shù)比氯多，原子核對最外層電子吸引力弱，所以碘得電子能力弱，單質(zhì)的氧化性比氯弱，無法將鐵元素氧化到+3價．

點評 本題考查較綜合，涉及電解原理、氧化還原反應(yīng)、除雜、元素周期律等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析、知識綜合運用能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物性質(zhì)、元素周期律等知識點是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．