Question

海洋是巨大的资源宝库。大连市充分利用沿海优势，优先发展海水淡化生 产与综合利用一体化绿色循环经济产业，逐步建立起较为完善的海水淡化产业链，全 面推动海水淡化相关技术研发、装备制造、原材料生产和盐化工等产业集聚发展。

Ⅰ．从海水中提取食盐和溴的过程如下：

(1)海水淡化的方法主要有蒸馏法、_________________等(写出一种即可)。

(2)步骤Ⅰ中已获得 Br₂，步骤Ⅱ中又将 Br₂ 还原为 Br^－，其目的为_____________。

(3)步骤Ⅱ用 SO₂  水溶液吸收 Br₂，吸收率可达 95%，有关反应的离子方程式为_____；由此反应可知，除环境保护外，在该工业生产中应解决的主要问题是________。

(4)步骤Ⅲ蒸馏过程中，温度应控制在 80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产， 若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则_____________________________。

Ⅱ．某化学研究性学习小组模拟工业上从浓缩的海水中提取液溴的过程，设计了如下 实验装置(夹持装置略去)和操作流程。已知：Br₂ 的沸点为 59 ℃，微溶于水，有毒。

①连接 A 与 B，关闭活塞 b、d，打开活塞 a、c，向 A 中缓慢通入 Cl₂ 至反应完全；

②关闭活塞 a、c，打开活塞 b、d，向 A 中鼓入足量热空气；

③进行步骤②的同时，向 B 中通入足量 SO₂；

④关闭活塞 b，打开活塞 a，再通过 A 向 B 中缓慢通入足量 Cl₂；

⑤将 B 中所得液体进行萃取、分液，蒸馏并收集液溴。 请回答下列问题：

(1)步骤②中鼓入热空气的作用是_______________________________。

(2)进行步骤③时，B 中尾气可用___________________(填字母)吸收处理。

a．水    b．浓硫酸    c．NaOH 溶液    d．饱和 NaCl 溶液

(3)若直接连接 A 与 C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸， 再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C 中反应生成了 NaBrO₃、NaBr、CO₂，则该反应的化学方程式为____________________。

(4)与 B 装置相比，采用 C 装置的优点为___________________________。

Answer

电渗析法或离子交换法 富集溴元素 Br2＋SO2＋2H2O＝4H+++2Br- 强酸对设备的严重腐蚀 溴不能完全蒸出，产率低 使 A 中生成的 Br2 随热空气进入 B 中 c 3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ 操作简单、污染小

【解析】

Ⅰ通过海水蒸发得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯气，发生反应Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，利用热空气吹出Br2，用SO2吸收Br2，发生反应SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，向溶液中通入氯气发生反应Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，然后采用萃取的反应获取Br2。

Ⅱ该实验是对工业流程的模拟，①模仿的是工业流程中的过程Ⅰ，利用Cl2氧化Br－；②③模仿的是工业流程中的过程Ⅱ，热空气吹出和SO2水溶液吸收；④⑤模仿的是工业流程中的过程Ⅲ，再次氧化得到Br2，再得到Br2。

Ⅰ(1)海水淡化的方法有蒸馏法，电渗析法，离子交换法等；

(2)海水中的Br元素含量较少，步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为富集溴元素；

(3)在水溶液中，Br2和SO2发生氧化还原反应，生成HBr和H2SO4，离子方程式：SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Br－；反应过程中生成了HBr和H2SO4两种强酸，

除了环境保护外，还需要解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀；

(4)温度过低，Br2挥发不完全，不能完全蒸出，产率低；

Ⅱ(1)②③模仿的是工业流程中的过程Ⅱ，热空气使得Br2蒸发，使A中生成的Br2随热空气进入B中；

(2)B中的尾气中含有没有反应的Br2和SO2，两者均与NaOH反应，因此可用NaOH溶液做尾气吸收，c符合题意；

(3)空气吹出的Br2与Na2CO3反应得到NaBrO3和NaBr，CO2，Br2的化合价既升高又降低，升高5价得到NaBrO3，降低1价得到NaBr，根据化学升降守恒，则NaBrO3和NaBr的系数比为1：5，再根据电荷守恒和物料守恒，可配平方程式，为3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑；

(4)与B装置相比，采用C装置可以不进行步骤③④，而且没有繁复地开关活塞，过程中没有使用SO2，减小了污染性的气体的使用，因此优点为操作简单、污染小。