题目内容
【题目】中国有广阔的海岸线,建设发展海洋经济、海水的综合利用大有可为。空气吹出法工艺,是目前“海水提漠”的最主要方法之一。其工艺流程如图所示,试回答下列问题:
(1)以上步骤I中已获得游离态的溴,步骤II又将之转变成化合态的溴,其目的是_____。
(2)步骤②通入热空气或水蒸气吹出,利用了溴的___。
A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性
(3)流程Ⅱ中涉及的离子反应方程式如下,请在下面横线内填入适当的化学计量数:
____
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的离子方程式:____。
(5)流程Ⅲ蒸馏过程中,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:___。
【答案】富集溴元素 C 温度过高,大量水蒸气随水排出,溴蒸气中水分含量增加,而温度过低,溴不能完全蒸出,降低溴的产率
【解析】
根据流程分析Br2的制备、除杂、收集分析解答;根据氧化还原反应的本质和氧化还原反应配平分析解答。
根据流程分析可知:海水通过一定方法淡化得到淡水和卤水,卤水加入氧化剂氧化溴离子为单质溴,通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用的是溴单质的易挥发性,再利用酸溶液中溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质;
(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴浓度很低,如果直接蒸馏,生产成本较高,不利于工业生产,步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是富集溴元素,降低成本,故答案为:富集溴元素;
(2)溴易挥发,步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,就是利用溴的挥发性,故答案为:C;
(3)该反应中Br元素化合价由0价变为1价、+5价,其最小公倍数是5,再结合原子守恒或电荷守恒得方程式为:3Br2+3CO32═BrO3+5Br+3CO2↑,故答案为:3;3;1;5;3;
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可以用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏,溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和溴化氢,反应的化学方程式为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4;
(5) 流程Ⅲ蒸馏过程中,若温度过高,蒸馏时会有大量水蒸气随水排出,温度过低时,溴又不能完全排出,使得产率降低,所以温度需要控制在80~90℃,故答案为:温度过高,大量水蒸气随水排出,溴蒸气中水分含量增加,而温度过低,溴不能完全蒸出,降低溴的产率。