Question

世界上绝大部分卤素都存在于海洋。海水呈微碱性，海水晒盐可以得到粗盐和卤水，对粗盐和卤水进一步加工可以得到氯气、溴以及其他一些重要的化工产品。

    完成下列填空：

（1）工业上用电解饱和食盐水的方法获取氯气。写出阴极的电极反应式_______________，该反应为________（选填“氧化”、“还原”）反应。若转移5mol电子，生成氯气______L（标准状况下）。

（2）工业上从卤水获取溴，涉及到“氧化”、“提取”等步骤。“氧化”时先在卤水中加入硫酸酸化，然后再通入氯气，硫酸酸化可以提高氯气的利用率，原因是________________。在“提取”过程中，用空气把溴吹出，然后用碳酸钠溶液吸收，这时溴转化为Br^-和BrO₃^-，同时有CO₂生成，写出反应的化学方程式________________________________。

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

（4）足量氯气与铁反应生成氯化铁，足量碘与铁反应生成碘化亚铁。运用原子结构和元素周期律简要说明导致产物中铁元素价态不同的原因__________________________________。

Answer

H2O +2e→ H2↑ +2OH-（或2H+ +2e → H2↑） 还原 56L 海水呈弱碱性，氯气在海水中发生副反应Cl2 + OH-→ClO- + Cl-+H2O，造成损耗。加入硫酸可中和海水的弱碱性避免副反应发生。 3Br2 + 3Na2CO3→NaBrO3 + 5NaBr + 3CO2↑ 加入溴化钠溶液，搅拌，静置，分液 氯和碘处于同一主族，原子最外层都有7个电子，由于碘原子电子层数比氯多，原子核对最外层电子吸引力弱，所以碘得电子能力弱，单质的氧化性比氯弱，无法将铁元素氧化到+3价。

【解析】（1）工业上用电解饱和食盐水的方法获取氯气。阴极上水电离出的氢离子得电子发生还原反应，产生氢气，其电极反应式为：H2O +2e=H2↑ +2OH-或2H+ +2e =H2↑；阳极氯离子失电子发生氧化反应产生氯气，其电极反应式为：2Cl- -2e =Cl2↑；根据电极反应式可知，若转移5mol电子，生成标准状况下的氯气的体积为×22.4L/mol=56L；（2）海水呈弱碱性，氯气在海水中发生副反应Cl2 + OH-→ClO- + Cl-+H2O，造成损耗。加入硫酸可中和海水的弱碱性避免副反应发生，从而提高氯气的利用率；用碳酸钠溶液吸收溴，溴转化为Br-和BrO3-，同时有CO2生成，则反应的化学方程式为：3Br2 + 3Na2CO3=NaBrO3 + 5NaBr + 3CO2↑；（3）除去液溴中溶有的少量氯气，必须将氯气转化而除去，故可加入溴化钠溶液，搅拌，静置，分液而除去；（4）氯和碘处于同一主族，原子最外层都有7个电子，由于碘原子电子层数比氯多，原子核对最外层电子吸引力弱，所以碘得电子能力弱，单质的氧化性比氯弱，无法将铁元素氧化到+3价。故足量氯气与铁反应生成氯化铁，足量碘与铁反应生成碘化亚铁。

点睛：本题考查的是海水的综合利用，从海水中提溴，电解饱和食盐水等知识是常考点，应该引起考生的重视，分析氧化还原反应方程式和离子反应方程式、电极反应式是本题考查的重点，必须引起重视。