Question

海洋是個巨大的資源寶庫，海水資源的利用具有非常廣闊的發展前景。海水中溴元素以Br^－形式存在，工業上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下所示：

(1)步驟①反應的廊子方程式為_______________________________。
(2)步驟③反應的化學方程式為_________________________________。
(3)Br的原子序數是________，在周期表中位于第________周期、________族。
(4)步驟⑤蒸餾的過程中，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)為什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”進行蒸餾，得出液溴？

Answer 1

(1)2Br^－＋Cl₂=Br₂＋2Cl^－　(2)SO₂＋Br₂＋2H₂O=2HBr＋H₂SO₄　(3)35　四　ⅦA　(4)溫度過高，大量水蒸氣隨溴蒸氣排出，溴蒸氣中水增加，溫度過低，溴不能完全蒸出，回收率降低　(5)“溴水混合物Ⅰ”中雖然含有溴單質，但濃度低，如果直接蒸餾，處理量大，生產成本高；經過“空氣吹出、SO₂吸收、氯氣氧化”等步驟實際上是將溴水濃縮了

(1)Cl的非金屬性大于Br，海水中含有的Br^－被氯氣置換，Cl₂＋2Br^－=Br₂＋2Cl^－。
(2)空氣中的Br₂與SO₂反應，得到含高濃度Br^－的溶液，SO₂＋2H₂O＋Br₂=2HBr＋H₂SO₄。
(3)溴為第四周期，ⅦA族元素；根據各周期元素的個數，計算第四周期稀有氣體元素的原子序數，由此推出Br的原子序數＝2＋8＋8＋18－1＝35。
(4)根據蒸餾分離原理進行回答。水的沸點為100℃，溫度過高水蒸發量增大，溫度過低，溴的揮發量減少，不能完全蒸出，回收率降低。
(5)海水中Br^－的含量很低，因此“溴水混合物Ⅰ”中溴的含量很低，直接蒸餾，處理液體的量很大，能耗高，成本增加；經過一系列處理后的“溴水混合物Ⅱ”中Br₂的濃度增大，蒸餾時，所需處理的液體量大大減少，能耗降低，成本降低。