Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬海水提取溴的過程如下：
海水

除去懸浮

雜質(zhì)

濃縮

氧化劑

氧化

熱空氣

Br₂（g）

Na2CO3溶液

吸收

[NaBr NaBrO₃]

H2SO4

Br₂
（1）取24L除去懸浮雜質(zhì)后的海水，濃縮至2L．濃縮的目的是

 

．
（2）向濃縮后的溶液中通入足量Cl₂，反應(yīng)的離子方程式為

 

，通入熱空氣的目的是

 

．
（3）將吹出的Br₂用純堿溶液吸收，反應(yīng)得到NaBr、NaBrO₃和CO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，將產(chǎn)生的CO₂全部通入足量澄清石灰水中，得到1g白色沉淀．
（4）假設(shè)整個(gè)過程中沒有溴元素的損失，則該海水中溴的濃度為

 

g?L^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：海水資源及其綜合利用

專題：化學(xué)應(yīng)用

分析：（1）海水淡化得到母液和電解氯化鈉溶液可生成氯氣，得到的溴單質(zhì)濃度低，溴單質(zhì)在水中有一定的溶解性且和水反應(yīng)，提取時(shí)消耗過的能源和原料，降低了經(jīng)濟(jì)效益；
（2）根據(jù)氯氣具有氧化性，能氧化溴離子生成單質(zhì)溴；根據(jù)溴易揮發(fā)；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物，利用化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平；
（4）根據(jù)Br^-和BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成Br₂；根據(jù)各步反應(yīng)，可確定如下關(guān)系：CaCO₃～CO₂～Br₂，根據(jù)CaCO₃的質(zhì)量求出Br₂的質(zhì)量，根據(jù)C=

m

V

來計(jì)算．

解答： 解：（1）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時(shí)消耗過多的原料和能源，轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，
故答案為：富集溴元素；
（2）因氯氣具有氧化性，能氧化溴離子生成單質(zhì)溴：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
因溴易揮發(fā)，所以一般用熱空氣或水蒸氣將Br₂吹出，
故答案為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；將Br₂吹出；
（3）將吹出的Br₂用純堿溶液吸收，反應(yīng)得到NaBr、NaBrO₃和CO₂，生成一個(gè)NaBr化合價(jià)降低1，生成一個(gè)NaBrO₃化合價(jià)升高5，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平得：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，
故答案為：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑；
（4）將產(chǎn)生的CO₂全部通入足量澄清石灰水中，得到1g白色沉淀，通過反應(yīng)Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-置換出溴單質(zhì)后，一般用熱空氣或水蒸氣將Br₂吹出；根據(jù)各步反應(yīng)，可確定如下關(guān)系：Br₂～CO₂～CaCO₃，根據(jù)CaCO₃的質(zhì)量
可求出原24L海水中Br₂的質(zhì)量為

160g/mol×1g

100g/mol

=1.6 g，
則海水中溴的濃度為

1.6g

24L

=0.067 g/L，
故答案為：0.067．

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合海水提取溴的過程，考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算、方程式的書寫，難度中等，在配平時(shí)抓住化合價(jià)升降總數(shù)相等．