Question

19．海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽和溴的過程如圖：
（1）將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽的陰極區(qū)獲得的產(chǎn)品有H₂、NaOH．
（2）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，其目的是提高溴的富集程度．
（3）某化學(xué)小組同學(xué)為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱有關(guān)資料，Br₂的沸點(diǎn)為59℃，微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性．他們參觀生產(chǎn)過程后，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：
①圖中儀器B的名稱：冷凝管．
②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是Br₂腐蝕橡膠．
③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件：控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分．
④C中液體產(chǎn)生顏色為深棕紅色或紅棕色．
（4）請從圖中選用四個(gè)裝置（可重復(fù)使用）完成向溶液A中通入過量Cl₂的實(shí)驗(yàn)，將所選裝置的編號(hào)填入下列對應(yīng)的方框，在對應(yīng)方框下括號(hào)內(nèi)填入相關(guān)試劑；


（5）若食鹽樣品中混有NaBr雜質(zhì)，為了測定該食鹽樣品的純度，可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)過程：
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得氯化鈉的純度=90.0%．

Answer 1

分析 海水經(jīng)淡化后母液中含有溴離子，通入氯氣，可得到低濃度的溴，然后通入空氣吹出，進(jìn)行富集，用堿溶液吸收，再通入氯氣可得到濃度較大的溴．
（1）電解飽和氯化鈉溶液，在陽極上產(chǎn)生氯氣，陰極上產(chǎn)生氫氣，同時(shí)生成了氫氧化鈉；
（2）海水淡化得到的母液和電解氯化鈉溶液生成的氯氣反應(yīng)，得到的溴單質(zhì)濃度低，溴單質(zhì)在水中有一定的溶解性且和水反應(yīng)，提取時(shí)消耗過的能源和原料，降低了經(jīng)濟(jì)效益；
（3）①蒸餾時(shí)，為充分冷凝，冷凝水應(yīng)從下端進(jìn)，上端出；
②因溴具有強(qiáng)氧化性和腐蝕性，應(yīng)避免使用橡皮管；
③控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分；
④溴單質(zhì)顏色為紅棕色；
（4）若食鹽樣品中混有NaBr雜質(zhì)，加水溶解后通入氯氣，經(jīng)萃取分液后得到氯化鈉溶液和溴的四氯化碳溶液，對氯化鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鈉固體，根據(jù)氯化鈉和樣品的質(zhì)量，可得到該食鹽樣品的純度，實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，飽和食鹽水除去氯化氫，用丙進(jìn)行除雜；
氯氣的制取選用二氧化錳和濃鹽酸，飽和食鹽水除去氯化氫，過量的氯氣用氫氧化鈉除去，通氣體選用丙裝置；
（5）設(shè)樣品中溴化鈉的質(zhì)量為xg，
    2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂ △m
   206              117         89
    x                             44-42.1=1.9
計(jì)算得到溴化鈉質(zhì)量，得到樣品純度．

解答 解：（1）電解飽和氯化鈉溶液，在陽極上產(chǎn)生氯氣，陰極上產(chǎn)生氫氣，同時(shí)生成了氫氧化鈉，即H₂、NaOH，故答案為：H₂、NaOH；
（2）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，目的是低濃度的Br₂溶液在提取時(shí)消耗過多的原料和能源，轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，
故答案為：提高溴的富集程度；
（3）①由裝置圖可知，提純溴利用的原理是蒸餾，儀器B為冷凝管，
故答案為：冷凝管；
②溴單質(zhì)是一種強(qiáng)氧化劑，易腐蝕橡膠制品，所以整套裝置不能用橡膠塞和橡膠管，
故答案為：Br₂腐蝕橡膠；
③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件是：控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分，
故答案為：控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分；
④控制溫度59℃，使溴單質(zhì)揮發(fā)，通過冷凝得到呈深紅棕色或紅棕色的液態(tài)溴單質(zhì)，
故答案為：深棕紅色或紅棕色；
（4）若食鹽樣品中混有NaBr雜質(zhì)，加水溶解后通入氯氣，經(jīng)萃取分液后得到氯化鈉溶液和溴的四氯化碳溶液，對氯化鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鈉固體，根據(jù)氯化鈉和樣品的質(zhì)量，可得到該食鹽樣品的純度，該實(shí)驗(yàn)方法為定量法中的重量法，實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，用丙除去氯化氫，然后在丙中反應(yīng)，尾氣也可用丙處理，氯氣的制取選用二氧化錳和濃鹽酸，故選用甲裝置，飽和食鹽水除去氯化氫，通氣體A溶液中選用丙裝置，過量的氯氣用丙裝置中的氫氧化鈉除去，
故答案為：；

（5）設(shè)樣品中溴化鈉的質(zhì)量為xg，
    2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂ △m
   206              117         89
    x                             44-42.1=1.9
$\frac{206}{x}$=$\frac{89}{1.9}$
x=4.4，故原固體混合物中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{44.0-4.4}{44.0}$×100%=90.0%，
故答案為：90.0%．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的分離、提純，側(cè)重海水資源的綜合利用，涉及到電解、海水提溴工藝等知識(shí)點(diǎn)，注意物質(zhì)的分離、提純應(yīng)把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同，掌握從海水中提取溴的原理為解答該題的關(guān)鍵，題目難度中等．