Question

4．海水是巨大的資源寶庫，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬海水提取溴的過程，其實(shí)驗(yàn)流程如下：
海水$\stackrel{除去懸浮}{→}$雜質(zhì)$\stackrel{濃縮}{→}$$\stackrel{氧化劑}{→}$氧化$\stackrel{熱空氣}{→}$Br₂（g） Na₂CO₃溶液$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$NaBr吸收NaBrO₃→Br₂，取 24L 除去懸浮雜質(zhì)后的海水，濃縮至 2L；
（1）向濃縮后的海水中加入的氧化劑為 Cl₂，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-
（2）濃縮海水經(jīng)氧化后通入熱空氣將 Br₂吹出，將吹出的 Br₂用純堿溶液吸收，其目的是富集溴元素，該反應(yīng)得到 NaBr、NaBrO₃和 CO₂，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，產(chǎn)生的 CO₂通入足量澄清石灰水中，得到 1g 白色沉淀；
（3）將吸收 Br₂的溶液用足量硫酸處理得到 Br₂單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O
（4）請(qǐng)計(jì)算海水中溴的濃度為0.067g/L．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯氣具有氧化性，能氧化溴離子生成單質(zhì)溴；
（2）濃縮海水經(jīng)氧化后通入熱空氣將 Br₂吹出，將吹出的 Br₂用純堿溶液吸收，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時(shí)消耗過多的原料和能源，根據(jù)反應(yīng)物、生成物，利用化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平；
（3）根據(jù)Br^-和BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成Br₂；
（4）根據(jù)各步反應(yīng)，可確定如下關(guān)系：CaCO₃～CO₂～Br₂，根據(jù)CaCO₃的質(zhì)量求出Br₂的質(zhì)量，根據(jù)C=$\frac{m}{V}$來計(jì)算．

解答 解：（1）因氯氣具有氧化性，能氧化溴離子生成單質(zhì)溴：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
故答案為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
（2）濃縮海水經(jīng)氧化后通入熱空氣將 Br₂吹出，將吹出的 Br₂用純堿溶液吸收，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時(shí)消耗過多的原料和能源，轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，生成一個(gè)NaBr化合價(jià)降低1，生成一個(gè)NaBrO₃化合價(jià)升高5，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等和質(zhì)量守恒來配平得：
3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，
故答案為：富集溴元素：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，
（3）因Br^-和BrO₃^-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成Br₂：5NaBr+NaBrO₃+3H₂SO₄═3Br₂+3Na₂SO₄+3H₂O，離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O
故答案為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O；
（4）根據(jù)各步反應(yīng)，可確定如下關(guān)系：Br₂～CO₂～CaCO₃，根據(jù)CaCO₃的質(zhì)量
可求出原24L海水中Br₂的質(zhì)量為$\frac{160g/mol×1g}{100g/mol}$=1.6 g，
則海水中溴的濃度為$\frac{1.6g}{24L}$=0.067 g/L，
故答案為：0.067．

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合海水提取溴的過程，考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算、方程式的書寫，題目難度中等，在配平時(shí)抓住化合價(jià)升降總數(shù)相等．