Question

7．占地球上儲量99%的溴分布在海洋中，從海水中提取溴的一般過程如下：

[海水]$→_{①}^{濃縮}$[濃縮海水]$→_{②}^{氯氣}$[溴、海水]$→_{③}^{鼓入熱空氣或水蒸氣}$[溴蒸氣]$→_{④}^{冷凝}$[粗溴]
（1）在過程②中，海水中的Br^-離子轉(zhuǎn)化為溴的離子方程式是2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂．
（2）過程③之所以能將溴以蒸氣狀態(tài)吹出，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識角度來看是因?yàn)殇宸肿訛榉菢O性分子，不易溶于水，易揮發(fā)．
（3）溴和其它鹵素原子可形成鹵素互化物，如果將3.73g BrCl_n溶于水，再通入SO₂，使其發(fā)生如下反應(yīng)：
2BrCl_n+n+1SO₂+2n+2H₂O→2HBr+2nHCl+n+1H₂SO₄，
然后將所得溶液調(diào)至中性，再加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，充分反應(yīng)后除去生成的沉淀，再將所得濾液用過量AgNO₃溶液處理，可得沉淀12.37g．
①配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式．
②確定該鹵素互化物BrCl_n中的n=3．

Answer 1

分析 （1）海水中的Br^-離子轉(zhuǎn)化為溴是利用氯氣的氧化性以后溴離子生成溴單質(zhì)；
（2）熱空氣能吹出溴單質(zhì)是利用了溴單質(zhì)的揮發(fā)性，水中溶解性不大；
（3）同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近，BrCln中溴元素化合價(jià)為+n價(jià)，氯元素化合價(jià)為-1價(jià)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守配平得到化學(xué)方程式；
氫溴酸、鹽酸和硫酸混合溶液用堿將溶液調(diào)至中性后加入過量Ba（NO₃）₂，硫酸根轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，充分反應(yīng)后濾去沉淀物，再向?yàn)V液中加入過量的AgNO₃溶液，最后得到鹵化銀沉淀12.37g為AgBr、AgCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，Ag元素的質(zhì)量為12.37g-3.73g=8.64g，故其物質(zhì)的量為0.08mol，根據(jù)Ag元素守恒計(jì)算參加反應(yīng)的AgNO₃的物質(zhì)的量，由Ag守恒可知AgBr、AgCl總物質(zhì)的量為0.08mol，結(jié)合二者總質(zhì)量列方程計(jì)算各自物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒計(jì)算BrCl_m中m的值．

解答 解：（1）海水中的Br^-離子轉(zhuǎn)化為溴是利用氯氣的氧化性以后溴離子生成溴單質(zhì)，在過程②中，海水中的Br^-離子轉(zhuǎn)化為溴的離子方程式是2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂ ，
故答案為：2Br^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂；
（2）過程③之所以能將溴以蒸氣狀態(tài)吹出，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識角度來看是因?yàn)殇宸肿訛榉菢O性分子，不易溶于水，易揮發(fā)，
故答案為：溴分子為非極性分子，不易溶于水，易揮發(fā)；
（3）①同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近，BrCln中溴元素化合價(jià)為+n價(jià)變化為-1價(jià)，電子轉(zhuǎn)移（n+1），氯元素化合價(jià)為-1價(jià)，硫元素化合價(jià)+4價(jià)變化為+6價(jià)，電子轉(zhuǎn)移2，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守配平得到化學(xué)方程式，2BrCl_n+（n+1）SO₂+（2n+2）H₂O=2HBr+2nHCl+（n+1）H₂SO₄，
故答案為：2、n+1、（2n+2）、H₂O、2、2n、n+1；
②氫溴酸、鹽酸和硫酸混合溶液用堿將溶液調(diào)至中性后加入過量Ba（NO₃）₂，硫酸根轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，充分反應(yīng)后濾去沉淀物，再向?yàn)V液中加入過量的AgNO₃溶液，最后得到鹵化銀沉淀12.37g為AgBr、AgCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，Ag元素的質(zhì)量為12.37g-3.73g=8.64g，故其物質(zhì)的量為$\frac{8.64g}{108g/mol}$=0.08mol，根據(jù)Ag元素守恒，參加反應(yīng)n（AgNO₃）=n（Ag元素）=0.08mol，
由Ag守恒可知AgBr、AgCl總物質(zhì)的量為0.08mol，設(shè)AgBr、AgCl的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol，則：
a+b=0.08 
188a+143.5b=12.37
解得a=0.02，b=0.06，
根據(jù)Br元素守恒，n（BrCl_m）=n（AgBr）=0.08mol，
根據(jù)Cl元素守恒，則0.02mol×m=0.06mol，故m=3，
故答案為：3．

點(diǎn)評 本題考查海水提取溴的過程分析判斷、氧化還原反應(yīng)電子守恒、混合物計(jì)算，注意利用質(zhì)量守恒定律確定鹵化銀中Ag元素質(zhì)量，再利用元素守恒計(jì)算計(jì)算解答，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生的分析計(jì)算能力．