Question

海洋是个巨大的资源宝库，海水资源的利用具有非常广阔的发展前景。海水中溴元素以Br^－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下所示：

(1)步骤①反应的廊子方程式为_______________________________。
(2)步骤③反应的化学方程式为_________________________________。
(3)Br的原子序数是________，在周期表中位于第________周期、________族。
(4)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：________________。
(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏，得出液溴？

Answer 1

(1)2Br^－＋Cl₂=Br₂＋2Cl^－　(2)SO₂＋Br₂＋2H₂O=2HBr＋H₂SO₄　(3)35　四　ⅦA　(4)温度过高，大量水蒸气随溴蒸气排出，溴蒸气中水增加，温度过低，溴不能完全蒸出，回收率降低　(5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高；经过“空气吹出、SO₂吸收、氯气氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了

(1)Cl的非金属性大于Br，海水中含有的Br^－被氯气置换，Cl₂＋2Br^－=Br₂＋2Cl^－。
(2)空气中的Br₂与SO₂反应，得到含高浓度Br^－的溶液，SO₂＋2H₂O＋Br₂=2HBr＋H₂SO₄。
(3)溴为第四周期，ⅦA族元素；根据各周期元素的个数，计算第四周期稀有气体元素的原子序数，由此推出Br的原子序数＝2＋8＋8＋18－1＝35。
(4)根据蒸馏分离原理进行回答。水的沸点为100℃，温度过高水蒸发量增大，温度过低，溴的挥发量减少，不能完全蒸出，回收率降低。
(5)海水中Br^－的含量很低，因此“溴水混合物Ⅰ”中溴的含量很低，直接蒸馏，处理液体的量很大，能耗高，成本增加；经过一系列处理后的“溴水混合物Ⅱ”中Br₂的浓度增大，蒸馏时，所需处理的液体量大大减少，能耗降低，成本降低。