Question

【題目】從海水中提取溴的工業流程如圖：

(1)步驟I中將鹵水酸化，再通入Cl2，是為了防止Cl2與堿反應，寫出Cl2與堿反應的離子方程式_____。

(2)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__________。

(3)實驗室保存液溴時，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水，這與液溴的_____性質有關（填寫序號）。

A.氧化性 B.還原性 C.揮發性 D.密度比水大

(4)步驟II中將吹出的溴蒸汽用純堿溶液吸收時還有CO2生成，寫出吸收時發生反應的離子方程式：___。

(5)步驟II中通入熱空氣吹出的Br2用純堿溶液吸收前先經過NaBr溶液，其目的是______________。

(6)步驟III中蒸餾出工業溴后殘留液的主要溶質是_______________。

(7)步驟III中若使用硝酸酸化，缺點是_________。

Answer 1

【答案】Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O 富集溴元素 CD 3CO32-+3Br2=3CO2+5Br-+BrO3- 除去未反應完的氯氣 Na2SO4 可能會生成氮氧化物氣體污染空氣

【解析】

(1)Cl2在堿性溶液中發生歧化反應，產生Cl-、ClO-和H2O；

(2)步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴濃度很低，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是富集溴元素；

(3)溴單質具有易揮發性和在水中溶解度比較小分析；

(4)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；

(5)根據Cl2與NaBr反應制取Br2，從Cl2反應程度上分析；

(6)NaBr、NaBrO3、H2SO4發生歸中反應，根據元素守恒分析；

(7)根據硝酸的強氧化性分析。

(1)Cl2在堿性溶液中發生歧化反應，產生Cl-、ClO-和H2O，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O；

根據流程分析可知：海水通過一定方法淡化得到淡水和鹵水，鹵水加入氧化劑氧化溴離子為單質溴，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用的是溴單質的易揮發性，再利用酸溶液中溴酸根離子和溴離子發生氧化還原反應得到溴單質，

(2)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；

(3)溴單質在室溫下為深紅棕色液體，易揮發，由于其密度比水大，且在水中溶解度較小，實驗室保存液溴時，通常在盛液溴的試劑瓶中加少量的水形成水封，故合理選項是CD；

步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，就是利用溴的揮發性，故答案為：C；

(4)根據流程圖及題目敘述可知Br2在Na2CO3溶液中發生歧化反應產生NaBr、NaBrO3、CO2，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及原子守恒，可得該反應的離子方程式為：3CO32-+3Br2=3CO2+5Br-+BrO3-；

(5)上述流程中吹出的溴蒸氣是Cl2與NaBr反應產生的，因此溴蒸氣中可能含有過量的未反應的氯氣，步驟II中通入熱空氣吹出的Br2用純堿溶液吸收前先經過NaBr溶液，可以發生反應Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，除去未反應完的氯氣；

(6)步驟II反應產生的NaBr、NaBrO3與硫酸混合，發生反應：5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O，反應產生的Br2被蒸出，所以步驟III中蒸餾出工業溴后殘留液的主要溶質是Na2SO4；

(7)步驟III中若使用硝酸酸化，由于硝酸不僅具有酸性，而且還具有強的氧化性，可以將NaBr氧化為Br2或更高價態的化合物，HNO3被還原產生NO、NO2等氧化物，導致環境污染。