Question

7．某化學研究性學習小組為了模擬工業從濃縮的海水中提取液溴，查閱資料知：Br₂的沸點為59℃，微溶于水，有毒性．設計了如下操作步驟及主要實驗裝置如圖1夾持裝置略去）：

①連接A與B，關閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入氯氣至反應結束；
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．
（1）實驗室制備氯氣的化學方程式為MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）步驟②中鼓入熱空氣的作用是使A中生成的Br₂隨空氣流進入B中；
（3）裝置 B中發生的主要反應的離子方程式為．
（4）此實驗中尾氣可用c（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，用圖2所示裝置進行蒸餾，收集液溴，裝置圖中缺少的必要儀是溫度計、水浴；
（6）若直接連接A與C．首先關閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入氯氣至反應結束；然后關閉a、c，打開b、d，向A中鼓入足量熱空氣；充分反應后，向錐形瓶中滴加稀硫酸；再將C中所得液體進行蒸餾收集液溴，也能制得液溴．滴加稀硫酸之前C中反應生成了NaBrO₃等，該反應的化學方程式為3Br₂+3Na₂CO₃=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑．
（7）與B裝置相比，采用C裝置的優點為操作簡單，污染小．

Answer 1

分析 （1）實驗室制備氯氣的反應為二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）溴易揮發，步驟②中鼓入熱空氣把A中生成的溴蒸氣排出到B中；
（3）二氧化硫具有還原性，把單質溴還原為溴離子；
（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）實驗室制備氯氣的反應為二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（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，
故答案為：使A中生成的Br₂隨空氣流進入B中；
（3）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：Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（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，步驟⑤中，用圖2所示裝置進行蒸餾，收集液溴，裝置圖中缺少的必要儀是溫度計和水浴，
故答案為：溫度計；水浴；
（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，污染小．

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，在配平時抓住化合價升降總數相等，題目難度中等．