2022年高考化学一轮复习讲义第4章第20讲　微专题9　提取卤素单质的化工流程 (含解析)

9　提取卤素单质的化工流程

1．氯的提取——氯碱工业

海水―→粗盐饱和食盐水

化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

2．海水提取溴

(1)工艺流程

(2)发生反应的化学方程式

①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；

②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；

③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。

3．海带中提取碘

(1)工艺流程

           H2O                   Cl2

↓                    ↓

海带―→

(2)发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。

1．(2020·顺义区模拟)为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，下列说法正确的是(　　)

A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－

B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出

C．③中得到的上层溶液中含有I－

D．操作Z的名称是加热

答案　C

解析　反应为酸性环境，①中反应的离子方程式：2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，故A错误；四氯化碳比水的密度大，在下层，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出，故B错误；操作Z的名称是过滤，故D错误。

2．(2020·武汉调研)从淡化海水中提取溴的流程如下：

下列有关说法不正确的是(　　)

A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液

B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2

C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L

D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏

答案　C

解析　Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ根据氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。

3．海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。如图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：

(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为(填化学式)：__________________________________________________________。

(2)①电解饱和食盐水的化学方程式为____________________________________________。

②制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是___________________________________________________________________。

(3)苦卤中通入Cl2置换出Br2，吹出后用SO2吸收，写出用SO2吸收发生反应的离子方程式：______________________________________________________________________________，

由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为__________________。

(4)也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，生成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出，该反应的离子方程式是

________________________________________________________________________；

最后再用H2SO4处理得到Br2，之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用________法得到单质Br2。

答案　(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(只要Na2CO3在BaCl2之后加，HCl最后加皆可)　(2)①2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH　②防止MgCl2水解

(3)Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋4H＋＋SO　Cl2＞Br2＞SO2　(4)3Br2＋3CO===5Br－＋BrO＋3CO2↑　蒸馏

解析　(1)SO、Ca2＋、Mg2＋等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸能除去过量的CO和OH－，所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液，最后加入盐酸，所以正确的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl。

(2)①电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。②氯化镁在水中易发生水解，为抑制其水解，氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水。

(3)苦卤中通入Cl2置换出Br2，吹出后用SO2吸收Br2，Br2转化为Br－，再用Cl2置换，第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集溴的作用；在自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，在反应Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－中，氧化性：Cl2＞Br2，在反应SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr中，氧化性：Br2＞SO2，故氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞SO2。

(4)吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，生成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出，反应的离子方程式为3Br2＋3CO===5Br－＋BrO＋3CO2↑，最后再用H2SO4处理得到Br2，加入CCl4进行Br2的萃取，最后通过蒸馏操作分离得到单质溴。

4．海水中溴含量约为 65 mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如下：

(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是______________。

(2)步骤 Ⅱ通入热空气吹出Br2，利用了溴的________________________________(填字母)。

A．氧化性  B．还原性  C．挥发性  D．腐蚀性

(3)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法。下列可以用作溴的萃取剂的是__________(填字母)。

A．乙醇   B．四氯化碳

C．烧碱溶液   D．苯

答案　(1) 富集(或浓缩)溴元素　(2) C　(3)BD

解析　(1)步骤Ⅰ中获得游离态的溴的含量较低，步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴，其目的是富集溴。(2)溴易挥发，步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2，就是利用了溴的挥发性，故选C。(3)萃取剂的选取标准：萃取剂和溶质不反应、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶。乙醇易溶于水，所以不能作萃取剂，故A错误；四氯化碳符合萃取剂选取标准，所以能作萃取剂，故B正确；烧碱溶液和溴能发生反应，所以不能作萃取剂，故C错误；苯符合萃取剂选取标准，所以能作萃取剂，故D正确。