Question

【題目】世界上絕大部分鹵素都存在于海洋。海水呈微堿性，海水曬鹽可以得到粗鹽和鹵水，對粗鹽和鹵水進一步加工可以得到氯氣、溴以及其他一些重要的化工產品。

完成下列填空：

（1）工業上用電解飽和食鹽水的方法獲取氯氣。寫出陰極的電極反應式_______________，該反應為________（選填“氧化”、“還原”）反應。若轉移5mol電子，生成氯氣______L（標準狀況下）。

（2）工業上從鹵水獲取溴，涉及到“氧化”、“提取”等步驟。“氧化”時先在鹵水中加入硫酸酸化，然后再通入氯氣，硫酸酸化可以提高氯氣的利用率，原因是________________。在“提取”過程中，用空氣把溴吹出，然后用碳酸鈉溶液吸收，這時溴轉化為Br-和BrO3-，同時有CO2生成，寫出反應的化學方程式________________________________。

（3）用上述方法制得的液溴常溶有少量氯氣，除去氯氣的方法是_____________。

（4）足量氯氣與鐵反應生成氯化鐵，足量碘與鐵反應生成碘化亞鐵。運用原子結構和元素周期律簡要說明導致產物中鐵元素價態不同的原因__________________________________。

Answer 1

【答案】 H2O +2e→ H2↑ +2OH-（或2H+ +2e → H2↑） 還原 56L 海水呈弱堿性，氯氣在海水中發生副反應Cl2 + OH-→ClO- + Cl-+H2O，造成損耗。加入硫酸可中和海水的弱堿性避免副反應發生。 3Br2 + 3Na2CO3→NaBrO3 + 5NaBr + 3CO2↑ 加入溴化鈉溶液，攪拌，靜置，分液 氯和碘處于同一主族，原子最外層都有7個電子，由于碘原子電子層數比氯多，原子核對最外層電子吸引力弱，所以碘得電子能力弱，單質的氧化性比氯弱，無法將鐵元素氧化到+3價。

【解析】（1）工業上用電解飽和食鹽水的方法獲取氯氣。陰極上水電離出的氫離子得電子發生還原反應，產生氫氣，其電極反應式為：H2O +2e=H2↑ +2OH-或2H+ +2e =H2↑；陽極氯離子失電子發生氧化反應產生氯氣，其電極反應式為：2Cl- -2e =Cl2↑；根據電極反應式可知，若轉移5mol電子，生成標準狀況下的氯氣的體積為×22.4L/mol=56L；（2）海水呈弱堿性，氯氣在海水中發生副反應Cl2 + OH-→ClO- + Cl-+H2O，造成損耗。加入硫酸可中和海水的弱堿性避免副反應發生，從而提高氯氣的利用率；用碳酸鈉溶液吸收溴，溴轉化為Br-和BrO3-，同時有CO2生成，則反應的化學方程式為：3Br2 + 3Na2CO3=NaBrO3 + 5NaBr + 3CO2↑；（3）除去液溴中溶有的少量氯氣，必須將氯氣轉化而除去，故可加入溴化鈉溶液，攪拌，靜置，分液而除去；（4）氯和碘處于同一主族，原子最外層都有7個電子，由于碘原子電子層數比氯多，原子核對最外層電子吸引力弱，所以碘得電子能力弱，單質的氧化性比氯弱，無法將鐵元素氧化到+3價。故足量氯氣與鐵反應生成氯化鐵，足量碘與鐵反應生成碘化亞鐵。