Question

6．研究小組模擬海水提溴的過程：“氧化-富集-提純”，設計如下實驗．回答以下問題：
（1）水浴是熱水浴（填“熱水浴”或“冷水浴”）；裝置3盛裝的物質是氫氧化鈉；實驗過程中做氧化劑的物質是Cl₂和Br₂；裝置1的作用是富集溴和將Br₂吹出．
（2）裝置2中的SO₂完全反應后，溶液中主要離子濃度大小順序是C（H⁺）＞C（Br^-）＞C（SO₄^2-）．
（3）從裝置2中分離溴的實驗步驟是拆除裝置、選擇萃取劑、萃取、蒸餾．
（4）裝置2吸收劑如果改為Na₂C0₃或Na0H溶液，則氯氣改為硫酸．

Answer 1

分析 工業上把海水先進行氧化，再吸收溴，達到富集溴的目的．吸收工藝常用的方法是用熱空氣吹出Br₂；模擬海水提溴的過程：“氧化-富集-提純”，裝置1：溴易揮發，升高溫度促進其揮發，所以通入熱空氣的目的是吹出Br₂，裝置2：SO₂+2H₂O+Br₂=H₂SO₄+2HBr，Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，裝置3：氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質都能和堿反應，所以C裝置是尾氣處理裝置．

解答 解：（1）工業上把海水先進行氧化，再吸收溴，達到富集溴的目的．吸收工藝常用的方法是用熱空氣吹出Br₂，所以水浴用熱水浴，裝置3：氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質都能和堿反應，所以C裝置是尾氣處理裝置，通常盛放氫氧化鈉，裝置1：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，該反應氧化劑為Cl₂，裝置2：SO₂+2H₂O+Br₂=H₂SO₄+2HBr，氧化劑為Br₂，同時發生Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，氧化劑為Cl₂，裝置1的作用是富集溴，溴易揮發，升高溫度促進其揮發，所以通入熱空氣的目的是吹出Br₂，
故答案為：熱水��；氫氧化鈉；Cl₂；Br₂；富集溴；將Br₂吹出；
（2）裝置2中的SO₂完全反應后，SO₂+2H₂O+Br₂=H₂SO₄+2HBr，溶液中主要為氫離子、硫酸根離子、溴離子，根據方程式可知，主要離子濃度大小順序是：C（H⁺）＞C（Br^-）＞C（SO₄^2-），
故答案為：C（H⁺）＞C（Br^-）＞C（SO₄^2-）；
（3）分離出溴水中的溴，可用萃取的方法，選擇萃取劑可選擇四氯化碳，進行萃取分液，取下層液體，然后進行蒸餾，分離出溴單質，
故答案為：萃��；蒸餾；
（4）用Na₂CO₃溶液吸收吹出的Br₂，生成物有溴化鈉和溴酸鈉及無色氣體二氧化碳放出，化學反應為：3Br₂+3Na₂CO₃═5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，因Br^-和BrO₃^-在酸性條件下發生歸中反應生成Br₂：5NaBr+NaBrO₃+3H₂SO₄═3Br₂+3Na₂SO₄+3H₂O，所以氯氣改為硫酸，
故答案為：硫酸．

點評 本題考查海水資源及其綜合利用，掌握海水中提溴原理及流程是解答關鍵，考查了學生分析能力、知識綜合應用能力，題目難度中等．