2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第4章第20講　微專題9　提取鹵素單質(zhì)的化工流程 (含解析)

9提取鹵素單質(zhì)的化工流程1．氯的提取——氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up7(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(電解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極產(chǎn)物：Cl2,陰極產(chǎn)物：H2、NaOH))化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．海水提取溴(1)工藝流程eq\x(海水)eq\o(→,\s\up7(蒸發(fā)),\s\do5(濃縮))eq\x(富含Br－的海水)eq\o(→,\s\up7(H2SO4酸化),\s\do5(①Cl2))eq\x(含Br2的溶液)eq\o(→,\s\up7(通熱空氣和),\s\do5(水蒸氣吹出))eq\x(Br2)eq\o(→,\s\up7(②),\s\do5(SO2))eq\x(HBr溶液)eq\o(→,\s\up7(③Cl2),\s\do5(CCl4))eq\x(Br2)(2)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式①2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl；②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4；③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。3．海帶中提取碘(1)工藝流程H2OCl2↓↓海帶eq\o(→,\s\up7(灼燒))eq\x(海帶灰)→eq\x(浸泡液)eq\o(→,\s\up7(過(guò)濾))eq\x(濾液)eq\o(→,\s\up7(過(guò)濾))eq\x(粗碘)eq\o(→,\s\up7(提純))eq\x(I2)(2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－。1．(2020·順義區(qū)模擬)為了從海帶浸取液中提取碘，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案，下列說(shuō)法正確的是()A．①中反應(yīng)的離子方程式：2I－＋H2O2=I2＋2OH－B．②中分液時(shí)含I2的CCl4溶液從分液漏斗上口倒出C．③中得到的上層溶液中含有I－D．操作Z的名稱是加熱答案C解析反應(yīng)為酸性環(huán)境，①中反應(yīng)的離子方程式：2I－＋2H＋＋H2O2=I2＋2H2O，故A錯(cuò)誤；四氯化碳比水的密度大，在下層，②中分液時(shí)含I2的CCl4溶液從分液漏斗下口放出，故B錯(cuò)誤；操作Z的名稱是過(guò)濾，故D錯(cuò)誤。2．(2020·武漢調(diào)研)從淡化海水中提取溴的流程如下：下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．X試劑可用Na2SO3飽和溶液B．步驟Ⅲ的離子反應(yīng)：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2C．工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾答案C解析Na2SO3＋Br2＋H2O=Na2SO4＋2HBr，A正確；步驟Ⅲ根據(jù)氯的非金屬性比溴的強(qiáng)，利用置換反應(yīng)制取Br2，B正確；反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅲ均使用到Cl2，故制取1molBr2消耗2mol氯氣，但未標(biāo)明氯氣所處的溫度和壓強(qiáng)，C錯(cuò)誤；從濃溴水中提取溴，可利用有機(jī)溶劑(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有機(jī)溶液，再經(jīng)蒸餾可得純凈的溴，D正確。3．海水是寶貴的資源寶庫(kù)，目前氯堿工業(yè)、海水提鎂、海水提溴為人類提供了大量工業(yè)原料。如圖是海水綜合利用的部分流程圖，據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)由海水曬制的粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，為除去這些離子，所加試劑及其先后順序?yàn)?填化學(xué)式)：__________________________________________________________。(2)①電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為____________________________________________。②制取MgCl2的過(guò)程中涉及反應(yīng)：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))MgCl2＋6H2O，該反應(yīng)要在HCl氣氛中進(jìn)行，原因是___________________________________________________________________。(3)苦鹵中通入Cl2置換出Br2，吹出后用SO2吸收，寫出用SO2吸收發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________________________________，由此判斷Cl2、Br2、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_________________。(4)也有工藝是在吹出Br2后用碳酸鈉溶液吸收，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時(shí)有CO2放出，該反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________；最后再用H2SO4處理得到Br2，之后加入CCl4進(jìn)行Br2的萃取，最終用________法得到單質(zhì)Br2。答案(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(只要Na2CO3在BaCl2之后加，HCl最后加皆可)(2)①2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH②防止MgCl2水解(3)Br2＋SO2＋2H2O=2Br－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)Cl2＞Br2＞SO2(4)3Br2＋3COeq\o\al(2－,3)=5Br－＋BrOeq\o\al(－,3)＋3CO2↑蒸餾解析(1)SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋等分別與BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，再通過(guò)過(guò)濾除去，Na2CO3溶液能除去Ca2＋和過(guò)量的Ba2＋，鹽酸能除去過(guò)量的COeq\o\al(2－,3)和OH－，所以應(yīng)先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，最后加入鹽酸，所以正確的順序?yàn)锽aCl2、NaOH、Na2CO3、HCl。(2)①電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。②氯化鎂在水中易發(fā)生水解，為抑制其水解，氯化鎂晶體應(yīng)在氯化氫氣流中脫水。(3)苦鹵中通入Cl2置換出Br2，吹出后用SO2吸收Br2，Br2轉(zhuǎn)化為Br－，再用Cl2置換，第一次吹出的Br2濃度太低，分離浪費(fèi)原料，SO2吸收主要起到富集溴的作用；在自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，在反應(yīng)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－中，氧化性：Cl2＞Br2，在反應(yīng)SO2＋2H2O＋Br2=H2SO4＋2HBr中，氧化性：Br2＞SO2，故氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃l2＞Br2＞SO2。(4)吹出Br2后用碳酸鈉溶液吸收，生成溴化鈉和溴酸鈉，同時(shí)有CO2放出，反應(yīng)的離子方程式為3Br2＋3COeq\o\al(2－,3)=5Br－＋BrOeq\o\al(－,3)＋3CO2↑，最后再用H2SO4處理得到Br2，加入CCl4進(jìn)行Br2的萃取，最后通過(guò)蒸餾操作分離得到單質(zhì)溴。4．海水中溴含量約為65mg·L－1，從海水中提取溴的工藝流程如下：(1)步驟Ⅰ中已獲得游離態(tài)的溴，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是______________。(2)步驟Ⅱ通入熱空氣吹出Br2，利用了溴的________________________________(填字母)。A．氧化性B．還原性C．揮發(fā)性D．腐蝕性(3)實(shí)驗(yàn)室分離溴還可以用溶劑萃取法。下列可以用作溴的萃取劑的是__________(填字母)。A．乙醇 B．四氯化碳C．燒堿溶液 D．苯答案(1)富集(或濃縮)溴元素(2)C(3)BD解析(1)步驟Ⅰ中獲得游離態(tài)的溴的含量較低，步驟Ⅱ又將之轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的溴，其目的是富集溴。(2)溴易揮發(fā)，步驟Ⅱ通入熱空氣吹出Br