Question

海洋是个巨大的资源宝库，海水资源的利用具有非常广阔的发展前景。海水中溴元素以Br^－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下所示：

(1)步骤①反应的廊子方程式为_______________________________。

(2)步骤③反应的化学方程式为_________________________________。

(3)Br的原子序数是________，在周期表中位于第________周期、________族。

(4)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：________________。

(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏，得出液溴？

Answer

(1)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－ (2)SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4 (3)35 四 ⅦA (4)温度过高，大量水蒸气随溴蒸气排出，溴蒸气中水增加，温度过低，溴不能完全蒸出，回收率降低 (5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高；经过“空气吹出、SO2吸收、氯气氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了

【解析】(1)Cl的非金属性大于Br，海水中含有的Br－被氯气置换，Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。

(2)空气中的Br2与SO2反应，得到含高浓度Br－的溶液，SO2＋2H2O＋Br2=2HBr＋H2SO4。

(3)溴为第四周期，ⅦA族元素；根据各周期元素的个数，计算第四周期稀有气体元素的原子序数，由此推出Br的原子序数＝2＋8＋8＋18－1＝35。

(4)根据蒸馏分离原理进行回答。水的沸点为100℃，温度过高水蒸发量增大，温度过低，溴的挥发量减少，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，直接蒸馏，处理液体的量很大，能耗高，成本增加；经过一系列处理后的“溴水混合物Ⅱ”中Br2的浓度增大，蒸馏时，所需处理的液体量大大减少，能耗降低，成本降低。