Question

溴化锂常用于制冷工业，可用尿素、碳酸锂及溴为原料生产溴化锂，其原理是
3Br₂＋3Li₂CO₃＋CO(NH₂)₂6LiBr＋2H₂O＋N₂↑＋4CO₂↑其主要工艺流程如下：

（1）溴化时，pH过小对反应不利，一方面是因为碳酸锂会反应生成_____________，另一方面使溴单质和水的反应平衡向_______移动，温度不宜超过60℃的原因是_______。
（2）反应过程中，若pH＞6，产品中会有溴酸盐，其原因是BrO^－发生了自身的氧化还原反应，写出反应的离子方程式：________________。
（3）试剂X的化学式为_____________，加活性炭处理的目的是________________。
（4）若直接用氨水代替尿素也可生产溴化锂，同时生成水、二氧化碳和氮气，该反应的化学方程式为_________________。
（5）用惰性电极电解熔融碳酸锂可得到金属锂，则阳极的电极方程式为______________。
（6）若原料中碳酸锂的质量为mg，最终得到溴化锂的质量为ng，据此能不能计算出溴化锂的产率?若能请写出其表达式(含m、n的表达式)；若不能，请说明理由______________。

Answer 1

（1）二氧化碳 (1分)逆反应方向(1分) 温度过高会加快溴蒸汽的挥发或次溴酸根会发生自身氧化还原反应(2分) 
（2）3BrO^-BrO₃^- +2 Br^-  (2分)
（3）LiOH (1分)吸附脱色(1分) 
（4）3 Br₂＋3 Li₂CO₃＋2 NH₃.H₂O="6" LiBr＋5 H₂O＋N₂↑＋3 CO₂↑ (3分)
（5）2 CO₃^2-－ 4 e^-=O₂↑＋2CO₂↑   (2分)
（6）不能，因为在图示流程中加入的 LiOH也会生成LiBr  (2分)

解析试题分析：（1）溴化时，pH过小，酸性大，碳酸锂会反应生成CO₂，另一方面使溴单质和水的反应Br₂+H₂OH⁺+Br^-+HBrO平衡向逆反应方向移动；温度过高会加快溴蒸汽的挥发和次溴酸根会发生自身氧化还原反应，所以温度不宜超过60℃。
（2） BrO^－发生了自身的氧化还原反应是Br元素化合价升高和降低：3BrO^-BrO₃^- +2 Br^-。
（3）调节pH溶液时不增加新杂质，阳离子是Li⁺，故碱是LiOH；活性炭用于吸附脱色。
（4）题干信息“氨水代替尿素也可生产溴化锂，同时生成水、二氧化碳和氮气”，不难写出3 Br₂＋3 Li₂CO₃＋2 NH₃.H₂O="6" LiBr＋5 H₂O＋N₂↑＋3 CO₂↑。
（5） 用惰性电极电解熔融碳酸锂可得到金属锂，阳极阴离子CO 放电，电极方程式为2 CO－4 e^-=O₂↑＋2CO₂↑。
（6） 若原料中碳酸锂的质量为mg，最终得到溴化锂的质量为ng，因为在图示流程中加入的 LiOH也会生成LiBr，据此不能计算出溴化锂的产率。
考点：化学与技术。考查工艺流程中的反应条件选择、反应的方程式、电解原理等。