Question

14．海水是巨大的资源库，包括水资源利用和化学资源利用两大方面．溴及其化合物广泛应用在有机合成、化学分析等领域．
（一）（1）利用海水提取溴和镁的一般过程如下，下列说法正确的是BC

A．工业溴中含少量Cl₂，可用NaOH溶液除去
B．工业上常利用电解熔融MgCl₂冶炼金属镁
C．富集溴元素过程中，空气吹出法利用了溴易挥发的性质
D．若提取l mol Br₂，至少需要44.8L的Cl₂
（二）另一种海水提溴过程中溴元素的变化如下：Br^-$\stackrel{Ⅰ}{→}$Br₂$\stackrel{Ⅱ}{→}$BrO${\;}_{3}^{-}$$\stackrel{Ⅲ}{→}$Br₂
（2）过程I，海水显碱性，调其pH＜3.5后，再通入氯气．氯气的电子式为_．通入氯气后，反应的离子方程式是Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-．海水调节pH过程可以看做发生盐酸和氢氧化钠的中和反应，常温下该反应的平衡常数在c（H₂O）看做常数不列入表达式的情况下，数值是10¹⁴．调海水pH可提高Cl₂的利用率，用平衡移动原理解释其原因是Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，增大c（H⁺），平衡逆向移动，抑制Cl₂与水的反应
（3）过程Ⅱ，用热空气将溴赶出，再用浓碳酸钠溶液吸收．配平下列方程式．
3Br₂+3Na₂CO₃=1NaBrO₃+3CO₂+5NaBr□
（4）过程Ⅲ，用硫酸酸化可得Br₂和Na₂SO₄的混合溶液．相同条件下，若用盐酸酸化，则所得溴的质量减少，原因是盐酸有还原性，与溴酸根反应．

Answer 1

分析 （一）（1）依据流程分析，海水中加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤后在沉淀中加入盐酸溶解，得到氯化镁溶液，通过浓缩蒸发，冷却结晶得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中加热失水得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到金属镁；海水浓缩晒盐得到卤水中通入氧化剂氯气氧化溴离子得到溴单质，2Br^-+C1₂=Br₂+2Cl^-，吹入热的空气用二氧化硫吸收富集溴SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，通入氯气发生氧化还原反应生成单质溴．
A．氢氧化钠能和溴反应，而被除去；
B．电解熔融MgCl₂生成镁和氯气；
C．先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO₂将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的；
D．依据离子方程式计算得到需要的氯气体积；
（二）（2）氯气是氯原子间形成一对共用电子对；过程Ⅰ是氯气氧化溴离子生成溴单质，海水调节pH过程可以看做发生盐酸和氢氧化钠的中和反应，常温下该反应的平衡常数在c（H₂O）看做常数不列入表达式的情况下，H⁺+OH^-=H₂O：K=$\frac{1}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$；根据氯气的溶解平衡结合化学平衡移动原理来解释；
（3）氧化还原反应中，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，根据电子守恒配平方程式；
（4）溴酸根离子具有氧化性，能将氯离子氧化；

解答 解：（一）（1）A．工业溴中含少量Cl₂，用NaOH溶液除去，溴和氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水，反应的化学方程式为：Br₂+2NaOH═NaBr+NaBrO+H₂O，溴被除去，故A错误；
B．从MgCl₂溶液中得到MgCl₂固体，电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气，反应的化学方程式为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，故B正确；
C．海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质，用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO₂将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的，故C正确；
D．若提取1 mol Br₂，依据2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，提取粗溴消耗氯气物质的量为：1mol，得到纯溴需氯气物质的量为：1mol，所以在标准状况下体积为V=nVm=2mol×224.4L/mol=44.8 L，温度压强不知不能计算气体体积，故D错误；
故选BC，
故答案为：BC；
（二）（2）氯气是氯原子间形成一对共用电子对，氯气电子式为：，过程Ⅰ是氯气氧化溴离子生成溴单质，反应的离子方程式为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；  海水调节pH过程可以看做发生盐酸和氢氧化钠的中和反应，常温下该反应的平衡常数在c（H₂O）看做常数不列入表达式的情况下，H⁺+OH^-=H₂O：K=$\frac{1}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$=10¹⁴，氯气的溶解平衡为：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，若增大c（H⁺），平衡逆向移动，会抑制Cl₂与水的反应，提高Cl₂的利用率，
故答案为：；   Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；  10¹⁴ ；Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，增大c（H⁺），平衡逆向移动，抑制Cl₂与水的反应；
（3）氧化还原反应中，Br的化合价升高值为5，氧化还原反应中的价态律，所以所的产物是-1价的溴离子，Br元素化合价降低值为1，根据电子守恒，所以溴酸钾的前边系数是1，产物还有5mol的NaBr，溴单质系数是3，根据钠元素守恒，碳酸钠的系数是3，故答案为：3；3；1；3；5NaBr；
（4）盐酸有还原性，溴酸根离子具有氧化性，盐酸可以和与溴酸根反应，导致溴单质的生成量减少，
故答案为：盐酸有还原性，与溴酸根反应；

点评 本题考查了海水资源的综合应用，以卤族元素的性质考查为载体，注重氧化还原反应的考查，为高频考点，涉及物质的分离提纯等知识，侧重于化学与生活的综合运用，培养了学生运用知识分析问题的能力，题目难度中等．