Question

14．福建省有廣闊的海岸線，建設海洋經濟區，海水的綜合利用大有可為．海水中溴含量約為65mg•L^-1，從海水中提取溴的工業流程如下：

（1）實驗室分離溴還可以用溶劑萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是BD．
A．乙醇         B．四氯化碳        C．燒堿溶液          D．苯
（2）步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用了溴的C．
A．氧化性          B．還原性     C．揮發性          D．腐蝕性
（3）以上流程Ⅱ中涉及的離子反應如下，請在下面方框內填入適當的化學計量數：
□Br₂+□CO₃^2-═□BrO₃^-+□Br^-+□CO₂↑
（4）上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾．寫出溴與二氧化硫水溶液反應的化學方程式：SO₂+Br₂+2H₂O═2HBr+H₂SO₄_．
（5）以上步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是富集（或濃縮）溴元素．
（6）請用一個離子方程式表示溴單質的氧化性強于碘單質：Br₂+2I^-═I₂+2Br^-．

Answer 1

分析 海水曬鹽得到氯化鈉和鹵水，電解氯化鈉溶液或電解熔融氯化鈉得到氯氣，氯氣通入鹵水氧化溴離子為溴單質，得到低濃度的溴單質的溶液，通入熱空氣吹出溴蒸氣，用純堿溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴單質，起到富集溴的作用，最后得到工業溴．
（1）能用來萃取溴水中的溴，則選擇與水不能互溶的有機溶劑，且與溴不能發生反應；
（2）溴單質具有易揮發性；
（3）根據反應物、生成物，結合轉移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（4）溴具有強氧化性、二氧化硫具有還原性，二者在水溶液中混合易發生氧化還原生成氫溴酸和硫酸；強酸對設備的嚴重腐蝕；
（5）步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴濃度很低，步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是富集溴元素；
（6）根據氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性可知，溴比碘氧化性強．

解答 解：（1）萃取劑的選擇必須符合下列條件：溶質在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中要大；萃取劑與原溶劑不相溶；萃取劑與溶質不反應．
A．乙醇易溶于水，不能分層，不能做萃取劑，故A錯誤；
B．四氯化碳不溶于水，可以萃取溴單質，故B正確；
C．氫氧化鈉能與溴反應，不能作萃取劑，故c錯誤；
D．苯是不溶于水比水輕的試劑，可以做萃取溴單質的萃取劑，故D正確；
故答案為：BD；  
（2）步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用到溴的性質是易揮發；
故答案為：C；     
（3）該反應中Br元素化合價由0價變為-1價、+5價，其最小公倍數是5，再結合原子守恒或電荷守恒得方程式為：3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑，
故答案為：3；3；1；5；3；
（4）上述流程中吹出的溴蒸氣，也可以用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾．溴與二氧化硫水溶液反應生成硫酸和溴化氫，反應的化學方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
（5）步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產成本較高，不利于工業生產，步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，
故答案為：富集（或濃縮）溴元素；      
（6）單質溴能把碘離子氧化生成單質碘，根據氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性可知，溴比碘氧化性強，反應的離子方程式為Br₂+2I^-═I₂+2Br^-，
故答案為：Br₂+2I^-═I₂+2Br^-．

點評 本題考查了海水資源的利用分析判斷，主要是流程操作的理解應用，從整體上分析流程，明確每一步可能發生的反應及基本操作，再結合基本概念、基本理論是關鍵，題目難度中等．