Question

2．我國有廣闊的海岸線，海水綜合利用大有可為．海水中溴含量為65mg/L，從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：

（1）以上步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態(tài)的溴，其目的是：富集溴元素．
（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(fā)性  D．腐蝕性
（3）以上流程Ⅱ中用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO₂．寫出反應的離子方程式3CO₃^2-+3Br₂=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑．最后再用稀H₂SO₄處理所得溶液重新得到Br₂，其反應的離子方程式為5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O．
（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離子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br ^-+SO₄^2-．
（5）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．裂化汽油  D．苯．

Answer 1

分析 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(fā)性，再利用酸溶液中溴酸根離子和溴離子發(fā)生氧化還原反應得到溴單質．
（1）步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素；
（2）溴單質具有易揮發(fā)性；
（3）用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO₂，NaBr化合價降低1，生成NaBrO₃化合價升高5，根據化合價升降總數相等和質量守恒書寫；生成溴化鈉和溴酸鈉，在酸溶液中會反應歸中反應；
（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(fā)生氧化還原生成氫溴酸和硫酸；強酸對設備的嚴重腐蝕；
（5）萃取劑的選取標準：萃取劑和溶質不反應、溶質在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度、萃取劑和原溶劑不互溶．

解答 解：（1）步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產成本較高，不利于工業(yè)生產，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，
故答案為：富集溴元素；
（2）溴易揮發(fā)，步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，就是利用溴的揮發(fā)性，
故答案為：C；
（3）流程Ⅱ中用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時放出CO₂，該反應中Br元素化合價由0價變?yōu)?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↑，生成溴化鈉和溴酸鈉，最后再用H₂SO₄處理得到Br₂，溴離子和溴酸根離子在酸溶液中發(fā)生氧化還原反應生成溴單質，反應的離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O，
故答案為：3Br₂+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑；5Br^-+BrO₃^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O；
（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，離子反應為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（5）萃取劑的選取標準：萃取劑和溶質不反應、溶質在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度、萃取劑和原溶劑不互溶，
A．乙醇易溶于水，所以不能作萃取劑，故A錯誤；
B．四氯化碳符合萃取劑選取標準，所以能作萃取劑，故B正確；
C．溴單質與裂化汽油發(fā)生加成反應，不能做萃取劑，故C錯誤；
D．苯符合萃取劑選取標準，所以能作萃取劑，故D正確；
故選BD．

點評 本題考查了海水資源的綜合利用，涉及萃取劑的選取、氧化還原反應、方程式的書寫等知識點，從整體上分析流程，知道每一步可能發(fā)生的反應及基本操作，再結合基本概念、基本理論是解答關鍵，題目難度中等．