Question

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：

（1）溴在周期表中位于________周期__________族。
（2）步驟①中用硫酸酸化可提高Cl₂的利用率，理由是___________________________。
（3）步驟④利用了SO₂的還原性，反應的離子方程式為__________________________。
（4）步驟⑥的蒸餾過程中,溫度應控制在80～90℃溫度過高或過低都不利于生產，請解釋原因____________________________________________________。
（5）步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點進行分離。分離儀器的名稱是______________________________________。
（6）步驟①、②之后并未直接用“含Br₂的海水”進行蒸餾得到液溴，而是經過“空氣吹出”、“SO₂吸收”、“氧化”后再蒸餾，這樣操作的意義是_______________________。

Answer 1

(1)4，VIIA（共2分）   (2)酸化可抑制Cl₂、Br₂與水反應(3分)  (3)Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-(2分)
(4)溫度過高，產生大量水蒸氣，溴蒸氣中水蒸氣增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低。（3分）
(5)分液漏斗(2分)     (6)“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”的過程實際上是一個Br₂的濃縮過程，與直接蒸餾含Br₂海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低。（3分）

試題分析：本題是一道工藝流程題。屬于選修2內容—化學與技術這一塊。海水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等陽離子，當然還含有Cl^-、SO₄^2-、Br^-等陰離子。第一步從海水中提取粗鹽后，剩余溶液稱之為苦鹵。再加硫酸酸化后用氯氣氧化，目的是將Br^-氧化為Br₂。再通空氣將Br₂吹出。得到含Br₂的空氣用SO₂吸收得到吸收液后，Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr。所得吸收液又進行氧化后得到溴水混合物。再進行蒸餾得到Br₂蒸氣。再進行冷凝分離后最終得到液溴。
（1）溴在周期表中位于4周期VIIA族。注意書寫方法周期既可以寫阿拉伯數字也可以寫漢字。但是族只能用羅馬數字。主族用A表示，副族用B表示。
（2）步驟①中用硫酸酸化可提高Cl₂的利用率，酸化可抑制Cl₂、Br₂與水反應。
（3）步驟④利用了SO₂的還原性，反應的離子方程式為Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-。
（4）步驟⑥的蒸餾過程中,溫度應控制在80～90℃溫度過高或過低都不利于生產，溫度過高會使得水蒸發出來，溫度太低溴揮發較慢，吸收率低。
（5）步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點，采用分液操作。用到儀器是分液漏斗。分液操作進行的是兩種液體密度不同并不互溶，另一溶質在這兩種液體中溶解度有明顯差異。在這里可用CCl₄，Br₂易溶于有機溶劑，而在水中溶解度不大。
（6）步驟①、②之后并未直接用“含Br₂的海水”進行蒸餾得到液溴，而是經過“空氣吹出”、“SO₂吸收”、“氧化”后再蒸餾，“空氣吹出、SO₂吸收、氯化”的過程實際上是一個Br₂的濃縮過程，與直接蒸餾含Br₂海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低。