Question

地球上99％的溴元素存在于海洋中，資料顯示海水中溴含量約為66mg·L^—1。從海水中提取溴的工業流程如下：

（1）寫出海水淡化的一種方法：                 。
（2）步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br₂，利用到溴的性質是                。
（3）以上步驟I中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉化成化合態的溴，其目的是     
                                  。
（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。寫出溴與二氧化硫水溶液反應的化學方程式：                                      。
（5）實驗室從溴水中分離溴還可以用萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是
a．乙酸    b．四氯化碳    c．裂化汽油    d．苯
（6）假設提取過程中溴沒有損失，計算1m³海水按上述流程進行實驗時，步驟中Ⅱ約需消耗lmol·L^—1Na₂CO₃溶液            L。

Answer 1

(11分)
（1）蒸餾法(或電滲析法或離子交換法)  (1分)
（2）揮發性(1分)
（3）溴元素的富集(或濃縮溴元素)  (2分)
（4）Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄  (2分)
（5）bd(2分)   、
（6）0.4125(3分)

試題分析：（2）Br₂的沸點較低，熱空氣可以使Br₂從水中揮發出來。（4）Br₂可將SO₂氧化為SO₄^2-，本身被還原為Br^-。（5）萃取劑的選擇要求：要與原溶劑互不相溶，互不反應，且溶質在萃取劑中的溶解度要比在水中大得多。a項，乙酸與水互溶；b項，符合萃取劑的要求，有機層在下層；c項，裂化汽油中含有不飽和烴，可與溴發生加成反應，不可作為萃取劑；d項，符合萃取劑的要求，最后有機層在上層。（6）發生反應的離子方程式為3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂，n(CO₃^2-)=n(Br₂) ==0.4125mol，溶液體積V=0.4125L。