Question

3．已知海水中溴元素主要以Br^-形式存在，工業(yè)上從海水中提取溴的流程如下：

資料：溴單質(zhì)容易揮發(fā)．
（1）寫(xiě)出“氧化”時(shí)的離子方程式2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂．
（2）寫(xiě)出第1步“吸收”時(shí)的離子方程式SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，該反應(yīng)體現(xiàn)了SO₂的還原性．
（3）得到的“含Br₂溶液”通過(guò)以下不同操作，都可得到溴單質(zhì)：
①直接蒸餾得到溴單質(zhì)，該操作利用的是溴的何種性質(zhì)：沸點(diǎn)低，易揮發(fā)；
②加入四氯化碳萃取，將得到的溴的四氯化碳溶液蒸餾得到溴單質(zhì)．可以用四氯化碳對(duì)溴溶液進(jìn)行萃取利用的是溴的何種性質(zhì)：溴更易溶于有機(jī)溶劑．
（4）對(duì)虛線框中的流程進(jìn)行整體分析，完整說(shuō)明該流程中所有操作的目的是空氣吹出是為了將溴單質(zhì)從溶液中分離出來(lái)，同時(shí)增大了溴單質(zhì)的濃度，用二氧化硫吸收是為了將溴元素進(jìn)一步富集，用氯氣吸收是為了將溴元素轉(zhuǎn)化為最終目標(biāo)物--溴單質(zhì)．
（5）工業(yè)可用Na₂CO₃溶液代替二氧化硫的水溶液吸收Br₂，完成下列化學(xué)反應(yīng)方程式：Br₂+Na₂CO₃=NaBrO₃+CO₂+3 Br₂+3 Na₂CO₃=NaBrO₃+3 CO₂+5NaBr
若有480g溴完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5 mol．

Answer 1

分析 海水蒸發(fā)濃縮酸化得到濃縮海水通入氯氣氧化溴離子得到含溴單質(zhì)的混合溶液，利用熱空氣吹出Br₂，被二氧化硫吸收得到含HBr的混合溶液，通入氯氣氧化得到溴單質(zhì)，富集溴元素得到含Br2的混合溶液Ⅱ，蒸餾得到溴單質(zhì)，
（1）氯氣具有氧化性能氧化溴離子生成單質(zhì)溴；
（2）第1步“吸收”時(shí)的反應(yīng)是二氧化硫和溴單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)中二氧化硫具有還原性；
（3）①溴單質(zhì)沸點(diǎn)低易揮發(fā)；
②溴單質(zhì)在四氯化碳中溶解度大；
（4）過(guò)程中得到溴單質(zhì)，通過(guò)熱空氣吹出后用純堿吸收得到溴酸根和溴離子，在酸溶液中重新得到溴單質(zhì)是富集溴的過(guò)程；
（5）工業(yè)可用Na₂CO₃溶液代替二氧化硫的水溶液吸收Br₂，發(fā)生反應(yīng)生成溴化鈉、溴酸鈉、二氧化碳，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式．

解答 解：海水蒸發(fā)濃縮酸化得到濃縮海水通入氯氣氧化溴離子得到含溴單質(zhì)的混合溶液，利用熱空氣吹出Br₂，被二氧化硫吸收得到含HBr的混合溶液，通入氯氣氧化得到溴單質(zhì)，富集溴元素得到含Br2的混合溶液Ⅱ，蒸餾得到溴單質(zhì)，
（1）“氧化”時(shí)的離子方程式為：2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂，
故答案為：2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂；
（2）第1步“吸收”時(shí)的反應(yīng)是二氧化硫和溴單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，反應(yīng)中二氧化硫具有還原性
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；還原；
（3）①直接蒸餾得到溴單質(zhì)，該操作利用的是溴的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，
故答案為：沸點(diǎn)低，易揮發(fā)；
②加入四氯化碳萃取，將得到的溴的四氯化碳溶液蒸餾得到溴單質(zhì)．可以用四氯化碳對(duì)溴溶液進(jìn)行萃取利用，利用的是溴單質(zhì)在四氯化碳中溶解性大于水中溶解性，
故答案為：溴更易溶于有機(jī)溶劑；
（4）過(guò)程中得到溴單質(zhì)，通過(guò)熱空氣吹出后用純堿吸收得到溴酸根和溴離子，在酸溶液中重新得到溴單質(zhì)，空氣吹出是為了將溴單質(zhì)從溶液中分離出來(lái)，同時(shí)增大了溴單質(zhì)的濃度，用二氧化硫吸收是為了將溴元素進(jìn)一步富集，用氯氣吸收是為了將溴元素轉(zhuǎn)化為最終目標(biāo)物--溴單質(zhì)，
故答案為：空氣吹出是為了將溴單質(zhì)從溶液中分離出來(lái)，同時(shí)增大了溴單質(zhì)的濃度，用二氧化硫吸收是為了將溴元素進(jìn)一步富集，用氯氣吸收是為了將溴元素轉(zhuǎn)化為最終目標(biāo)物--溴單質(zhì)；
（5）工業(yè)可用Na₂CO₃溶液代替二氧化硫的水溶液吸收Br₂，發(fā)生反應(yīng)生成溴化鈉、溴酸鈉、二氧化碳，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為：3 Br₂+3 Na₂CO₃=NaBrO₃+3 CO₂+5NaBr，反應(yīng)中若有480g溴物質(zhì)的量=$\frac{480g}{480g/mol}$=1mol，完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol，
故答案為：3 Br₂+3 Na₂CO₃=NaBrO₃+3 CO₂+5NaBr；5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了海水提溴的生產(chǎn)關(guān)系分析判斷、過(guò)程中反應(yīng)的原理和作用分析，主要是物質(zhì)性質(zhì)和氧化還原反應(yīng)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．