Question

【題目】中國(guó)有廣闊的海岸線，建設(shè)發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、海水的綜合利用大有可為。

I．空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下圖所示，試回答下列問(wèn)題：

（1）以上步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是________。

（2）步驟②通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用了溴的________。

A 氧化性 B 還原性 C 揮發(fā)性 D腐蝕性

（3）流程Ⅱ中涉及的離子反應(yīng)方程式如下，請(qǐng)?jiān)谙旅鏅M線內(nèi)填入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù)：

___Br2＋___=___＋___Br－＋___CO2↑ ________。

（4）上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾。寫(xiě)出溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)的離子方程式：________。

（5）流程Ⅲ蒸餾過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在80～90℃。溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因：_________。

Ⅱ．目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。海水提鎂的主要流程如下：

（6）操作A是_________，試劑a是__________。

（7）由無(wú)水MgCl2制取Mg的化學(xué)方程式是_________。從考慮成本和廢物循環(huán)利用的角度，副產(chǎn)物可以用于________。

Answer 1

【答案】富集溴元素 C 3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑ SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42- 溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水分含量增加，而溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，降低溴的產(chǎn)率 過(guò)濾 鹽酸 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 制鹽酸(或制取漂白粉，自來(lái)水消毒等)

【解析】

I．海水通過(guò)曬鹽得到氯化鈉和鹵水，電解飽和氯化鈉溶液得到氯氣，鹵水加入氧化劑氯氣氧化溴離子得到低濃度的單質(zhì)溴溶液，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，用純堿溶液吸收溴單質(zhì)得到含Br-、BrO3-的溶液，再利用溴酸根離子和溴離子在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到溴單質(zhì)，據(jù)此分析解答。

II．由流程可知，生石灰溶于水生成氫氧化鈣，加入海水中沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂中加入試劑a得到氯化鎂溶液，氯化鎂溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，得到氯化鎂晶體，最后在氯化氫氛圍中電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，據(jù)此分析解答。

(1)步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，故答案為：富集溴元素；

(2)溴易揮發(fā)，步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，就是利用溴的揮發(fā)性，故選C；

(3)該反應(yīng)中Br元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>-1價(jià)、+5價(jià)，其最小公倍數(shù)是5，再結(jié)合原子守恒或電荷守恒得方程式為3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑，故答案為：3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑；

(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(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，離子方程式為SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，故答案為：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；

(5)在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5°C，水的是100°C，溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低，故答案為：溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水分含量增加，而溫度過(guò)低，溴不能完全蒸出，降低溴的產(chǎn)率；

(6)由上述分析可知，操作A是從混合體系中得到氫氧化鎂沉淀，為過(guò)濾，操作B是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，由氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂可知，試劑a為鹽酸，故答案為：過(guò)濾；鹽酸；

(7)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，從考慮成本和廢物循環(huán)利用的角度，副產(chǎn)物氯氣可以用于制鹽酸，氯氣可用于水的消毒、制取漂白粉等，故答案為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；制鹽酸(或制取漂白粉，自來(lái)水消毒等)。