Question

溴單質具有廣泛的工業價值，查閱資料知：Br₂的沸點為59℃，微溶于水，有毒性．某化學小組模擬工業流程從濃縮的海水中提取液溴，主要實驗裝置（夾持裝置略去）及操作步驟如圖：

①連接A與B，關閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入Cl₂至反應結束；
②關閉a、c，打開b、d，向A中鼓入足量熱空氣；
③進行步驟②的同時，向B中通入足量SO₂；
④關閉b，打開a，再通過A向B中緩慢通入足量Cl₂；
⑤將B中所得液體進行蒸餾，收集液溴．
請回答：
（1）判斷步驟①中反應已經結束的最簡單方法為

 

．
（2）步驟②中鼓入熱空氣的作用為

 

；步驟③B中發生的主要反應的離子方程式為

 

．
（3）綜合分析步驟①、②、③和④，這四步操作的最終目的為

 

．
（4）此實驗中尾氣可用

 

（填選項字母）吸收處理．
a、水    b、濃硫酸    c、NaOH溶液    d、飽和NaCl溶液
（5）步驟⑤中，蒸餾用到的玻璃儀器除酒精燈、溫度計、尾接管、錐形瓶外，還有

 

和

 

；要達到提純溴的目的，操作中應控制的關鍵條件為

 

．
（6）若直接連接A與C，進行步驟①和②，充分反應后，向錐形瓶中滴加稀硫酸，再經步驟⑤，也能制得液溴．滴加稀硫酸之前，C中反應生成了NaBr、NaBrO₃等，該反應的化學方程式為

 

．
（7）與B裝置相比，采用C裝置的優點為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）氯氣為黃綠色氣體，反應完畢應剩余氯氣；
（2）溴易揮發；二氧化硫具有還原性，把單質溴還原為溴離子；
（3）步驟①制取溴，步驟②使溴揮發，步驟③吸收溴成溴離子，步驟④生成溴；
（4）溴、氯氣和二氧化硫都有毒，可用堿液吸收；
（5）根據蒸餾所需儀器回答；由于題干中給出信息Br₂的沸點是59℃，提純溴必須收集59℃時的餾分，所以控制溫度得到餾分是關鍵；
（6）根據題給信息，溴和碳酸鈉反應生成了溴化鈉和溴酸鈉，化合價升降總數相等和原子守恒配平方程式；
（7）采用C裝置，步驟少，減少了二氧化硫的污染．

解答： 解：（1）氯氣為黃綠色氣體，反應完畢應剩余氯氣，故答案為：A中液面上方出現黃綠色氣體；
（2）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；二氧化硫具有還原性，把單質溴還原為溴離子，反應的方程式為Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
故答案為：使A中生成的Br₂隨空氣流進入B中；Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（3）步驟①制取溴，步驟②使溴揮發，步驟③吸收溴成溴離子，步驟④生成溴，故這四步操作的最終目的為富集溴，故答案為：富集溴；
（4）氯氣不可能完全反應，氯氣和溴離子反應生成溴單質，未反應的二氧化硫、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，所以用堿液吸收；
故答案為：c；
（5）蒸餾需要蒸餾燒瓶、冷凝管、酒精燈、溫度計、牛角管和錐形瓶等；達到提純溴的目的，操作中應控制的關鍵條件是把溫度控制在溴的沸點59°C，并收集該溫度下的餾分，
故答案為：冷凝管（或冷凝器）；蒸餾燒瓶；控制溫度計溫度，并收集59℃時的餾分；
（6）根據題給信息，溴和碳酸鈉反應生成了溴化鈉和溴酸鈉，據此寫出反應方程式為：Br₂+Na₂CO₃→NaBr+NaBrO₃，根據化合價升降總數相等配平為：3Br₂+3Na₂CO₃→5NaBr+NaBrO₃，根據原子守恒，還有產物二氧化碳3mol，故反應方程式為：3Br₂+3Na₂CO₃=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑，
故答案為：3Br₂+3Na₂CO₃=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑；
（7）采用C裝置，步驟少，減少了二氧化硫的污染，故答案為：操作簡單，污染�。�

點評：本題結合海水提取溴的過程，考查了實驗基本操作、實驗方案的評價、氧化還原反應方程式的書寫，難度中等，在配平時抓住化合價升降總數相等．