Question

地球上99%的溴元素存在于海洋中，資料顯示海水中溴含量約為66mg?L^-1．從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：

（1）寫出海水淡化的一種方法：

 

．
（2）步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用到溴的性質(zhì)是

 

．
（3）以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的溴，其目的是

 

．
（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．寫出溴與二氧化硫水溶液反應的化學方程式：

 

．
（5）實驗室從溴水中分離溴還可以用萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是

 

．
a．乙酸    b．四氯化碳    c．裂化汽油    d．苯
（6）假設提取過程中溴沒有損失，計算1m³海水按上述流程進行實驗時，步驟中Ⅱ約需消耗1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液

 

L．

Answer 1

考點：海水資源及其綜合利用,氯、溴、碘及其化合物的綜合應用

專題：鹵族元素

分析：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(zhì)溴，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用的是溴單質(zhì)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(zhì)；
（1）依據(jù)海水得到淡水的方法分析回答；
（2）溴單質(zhì)具有易揮發(fā)性；
（3）過程中得到溴單質(zhì)，通過熱空氣吹出后用純堿吸收得到溴酸根和溴離子，在酸溶液中重新得到溴單質(zhì)；
（4）溴與二氧化硫水溶液反應生成硫酸和溴化氫；
（5）依據(jù)萃取的原則是萃取劑不溶于水，在水溶液中分層；6
（6）海水中溴含量約為66mg?L^-1，1m³海水中含有溴離子1000L×66mg/L=66000mg=66g，結合反應過程中的化學方程式定量關系計算；

解答： 解：（1）除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程叫海水淡化，亦稱海水脫鹽．海水淡化的方法，基本上分為兩大類：從海水中取淡水，有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法，除去海水中的鹽分，有電滲拆法、離子交換法和壓滲法；
故答案為：蒸餾方法或電滲析方法或離子交換法；
（2）步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用到溴的性質(zhì)是易揮發(fā)；
故答案為：揮發(fā)性；
（3）步驟I中溴單質(zhì)的濃度低，若直接蒸餾，生產(chǎn)成本高；經(jīng)步驟Ⅱ、Ⅲ，實際上是將溴水濃縮，使溴元素的富集；
故答案為：溴元素的富集；
（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；
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；
（5）實驗室從溴水中分離溴還可以用萃取法，下列不可用作溴的萃取劑的是和水溶液互溶的試劑；
a．乙酸乙溶于水，不能做萃取劑，故a錯誤；   
b．四氯化碳不溶于水，可以萃取溴單質(zhì)，故b正確；    
c．酒精極易溶于水，不能分層，不能做萃取劑，故c錯誤；    
d．苯是不溶于水比水輕的試劑，可以做萃取溴單質(zhì)的萃取劑，故d正確；
故答案為：bd；
（6）海水中溴含量約為66mg?L^-1，1m³海水中含有溴離子1000L×66mg/L=66000mg=66g，溴元素物質(zhì)的量=

66g

80g/mol

=0.825mol，步驟Ⅱ反應為3Br₂+3Na₂CO₃=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，
計算得到需要碳酸鈉物質(zhì)的量=0.825mol×

1

2

=0.4125mol，需消耗1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液體積0.4125L；
故答案為：0.4125L；

點評：本題考查了海水資源的利用分析判斷，主要是流程操作的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．