Question

【題目】中國有廣闊的海岸線，建設發展海洋經濟、海水的綜合利用大有可為。

I．空氣吹出法工藝，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下圖所示，試回答下列問題：

（1）以上步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是________。

（2）步驟②通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用了溴的________。

A 氧化性 B 還原性 C 揮發性 D腐蝕性

（3）流程Ⅱ中涉及的離子反應方程式如下，請在下面橫線內填入適當的化學計量數：

___Br2＋___=___＋___Br－＋___CO2↑ ________。

（4）上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先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離子方程式：________。

（5）流程Ⅲ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：_________。

Ⅱ．目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。海水提鎂的主要流程如下：

（6）操作A是_________，試劑a是__________。

（7）由無水MgCl2制取Mg的化學方程式是_________。從考慮成本和廢物循環利用的角度，副產物可以用于________。

Answer 1

【答案】富集溴元素 C 3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑ SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42- 溫度過高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水分含量增加，而溫度過低，溴不能完全蒸出，降低溴的產率 過濾 鹽酸 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 制鹽酸(或制取漂白粉，自來水消毒等)

【解析】

I．海水通過曬鹽得到氯化鈉和鹵水，電解飽和氯化鈉溶液得到氯氣，鹵水加入氧化劑氯氣氧化溴離子得到低濃度的單質溴溶液，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用的是溴單質的易揮發性，用純堿溶液吸收溴單質得到含Br-、BrO3-的溶液，再利用溴酸根離子和溴離子在酸性溶液中發生氧化還原反應得到溴單質，據此分析解答。

II．由流程可知，生石灰溶于水生成氫氧化鈣，加入海水中沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂中加入試劑a得到氯化鎂溶液，氯化鎂溶液經過蒸發濃縮冷卻結晶，得到氯化鎂晶體，最后在氯化氫氛圍中電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，據此分析解答。

(1)步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產成本較高，不利于工業生產，步驟Ⅰ中已獲得游離態的溴，步驟Ⅱ又將之轉變成化合態的溴，其目的是富集溴元素，降低成本，故答案為：富集溴元素；

(2)溴易揮發，步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，就是利用溴的揮發性，故選C；

(3)該反應中Br元素化合價由0價變為-1價、+5價，其最小公倍數是5，再結合原子守恒或電荷守恒得方程式為3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑，故答案為：3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑；

(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，溴與二氧化硫水溶液反應生成硫酸和溴化氫，反應的化學方程式為：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，離子方程式為SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，故答案為：SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；

(5)在溴水中，溴的沸點是58.5°C，水的是100°C，溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產率低，故答案為：溫度過高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水分含量增加，而溫度過低，溴不能完全蒸出，降低溴的產率；

(6)由上述分析可知，操作A是從混合體系中得到氫氧化鎂沉淀，為過濾，操作B是蒸發濃縮、冷卻結晶，由氫氧化鎂轉化為氯化鎂可知，試劑a為鹽酸，故答案為：過濾；鹽酸；

(7)無水MgCl2在熔融狀態下，通電后會產生Mg和Cl2，該反應的化學方程式為MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，從考慮成本和廢物循環利用的角度，副產物氯氣可以用于制鹽酸，氯氣可用于水的消毒、制取漂白粉等，故答案為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；制鹽酸(或制取漂白粉，自來水消毒等)。