Question

7．海水中溴含量约为65mg•L^-1，从海水中提取溴的工业流程如下：

（1）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（或浓缩）溴元素．
（2）步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：
□Br₂+□CO${\;}_{3}^{2-}$═□BrO${\;}_{3}^{-}$+□Br^-+□CO₂↑
当生成标准状况下22.4L CO₂时，该反应转移电子数为$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³．
（3）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：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
（4）实验室分离溴还可以用有机溶剂萃取法，萃取后如果要得到纯溴应如何操作：蒸馏．
（5）氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜（或离子交换膜）来防止氯气与氢氧化钠溶液反应．
①电解时，阳极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
②若采用无隔膜的电解槽，将得到H₂和NaClO．

Answer 1

分析 海水晒盐得到氯化钠和卤水，电解氯化钠溶液或电解熔融氯化钠得到氯气，氯气通入卤水氧化溴离子为溴单质，得到低浓度的溴单质的溶液，通入热空气吹出溴蒸气，用纯碱溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴单质，起到富集溴的作用，最后得到工业溴．
（1）步骤Ⅰ中已获得游离态的溴的含量较低；
（2）根据反应物、生成物，结合转移电子守恒、原子守恒配平方程式；结合化合价的变化计算电子的转移数目；
（3）溴与二氧化硫水溶液反应，生成硫酸和HBr；
（4）一般用苯或四氯化碳萃取溴，可用蒸馏的方法分离；
（5）电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，若采用无隔膜的电解槽，氯气又和氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠．

解答 解：海水晒盐得到氯化钠和卤水，电解氯化钠溶液或电解熔融氯化钠得到氯气，氯气通入卤水氧化溴离子为溴单质，得到低浓度的溴单质的溶液，通入热空气吹出溴蒸气，用纯碱溶液吸收后的溶液中加入硫酸酸化得到溴单质，起到富集溴的作用，最后得到工业溴．
（1）步骤Ⅰ中已获得游离态的溴的含量较低，步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴，其目的是富集溴，故答案为：富集（或浓缩）溴元素；
（2）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+3CO₃^2-═BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑，反应中Br元素化合价分别由0价变化为+5价、-1价，当生成标准状况下22.4L CO₂时，则有1mol溴参加反应，生成$\frac{5}{3}$molBr^-，转移$\frac{5}{3}$mol电子，数目为$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³，
故答案为：3；3；1；5；3；$\frac{5}{3}$N_A或$\frac{5}{3}$×6.02×10²³；
（3）溴与二氧化硫水溶液反应，生成硫酸和HBr，离子反应为Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案为：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
（4）一般用苯或四氯化碳萃取溴，因混合物的沸点不同，则可用蒸馏的方法分离，故答案为：蒸馏；
（5）①电解饱和食盐水，阳极生成氯气，电极方程式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
②若采用无隔膜的电解槽，氯气又和氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠，故答案为：NaClO．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用及海水提溴，为高频考点，把握流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．