Question

某興趣小組探究以鹵水為原料制取Br₂原理．
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)以鹵水為原料制取Br₂實(shí)驗(yàn)，流程如圖1，其中操作1使用的試劑是______，所用的玻璃儀器名稱是______．
（2）要想除去液溴中少量Cl₂，可在液溴中加入______（填序號(hào)）后再萃取分液即可．
①亞硫酸鈉溶液　　 ②濃NaOH溶液　　 ③氫溴酸
（3）乙同學(xué)提出工業(yè)從海水中提取溴的過(guò)程如圖2，其中操作1已獲得Br₂，操作2又將Br₂還原為Br^-，其目的為_(kāi)_____．

（4）上述操作2用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是______．為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，他們查閱了有關(guān)資料見(jiàn)下表，后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：

溴	物理性質(zhì)	暗紅色液體，刺激性氣味．室溫下易揮發(fā)．熔點(diǎn)-7.2℃，沸點(diǎn)59.1℃．密度2.928g?cm-3．稍溶于冷水．
	化學(xué)性質(zhì)	溶于水生成次溴酸

（5）蒸餾裝置連接部分都用磨口玻璃接口，而不用橡膠管和橡膠塞連接，是因?yàn)椋篲_____，圖中儀器B的名稱：______．
（6）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：______．C中液體產(chǎn)物顏色為_(kāi)_____．

Answer 1

解：（1）通入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)，利用萃取分液的辦法得到下層溶液中含溴單質(zhì)，所以操作1使用的試劑是四氯化碳；分液用到的玻璃儀器為分液漏斗、錐形瓶，
故答案為：四氯化碳；分液漏斗、錐形瓶；
（2）要想除去液溴中少量Cl₂，需要加入氫溴酸后再萃取分液；亞硫酸鈉和氫氧化鈉溶液都和氯氣、溴單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；所以選項(xiàng)中只有③符合，
故答案為：③；
（3）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(guò)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：富集溴元素；
（4）二氧化硫吸收溴單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCI，離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，環(huán)境保護(hù)主要是減少SO₂氣體的損耗和排放，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是反應(yīng)生成了兩種強(qiáng)酸，易腐蝕設(shè)備，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕．
（5））控制溫度59℃，使溴單質(zhì)揮發(fā)，通過(guò)冷凝得到呈深紅棕色的液態(tài)溴單質(zhì)，同時(shí)避免污染環(huán)境，最后進(jìn)行尾氣吸收，由于溴單質(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，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：溴會(huì)腐蝕橡膠；冷凝管；
（6）達(dá)到提純溴的目的，操作中應(yīng)控制的關(guān)鍵條件是把溫度控制在溴的沸點(diǎn)59°C，并收集該溫度下的餾分，C中液體產(chǎn)物顏色為液溴紅棕色；該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl₂，加入NaBr溶液發(fā)生反應(yīng)：2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂，可以除去氯氣，生成的溴單質(zhì)可以用蒸餾的方法得到，
故答案：注意觀察溫度計(jì)讀數(shù)，控制好水浴溫度，并收集 59℃時(shí)的餾分；深棕紅色．
分析：（1）依據(jù)流程通入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)，利用萃取分液的辦法得到下層溶液中含溴單質(zhì)，所以操作1使用的試劑是四氯化碳；依據(jù)分液操作判斷需要玻璃儀器；
（2）要想除去液溴中少量Cl₂，需要加入氫溴酸后再萃取分液；亞硫酸鈉和氫氧化鈉溶液都和氯氣、溴單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；
（3）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(guò)的能源和原料，降低了經(jīng)濟(jì)效益；
（4）SO₂吸收溴，依據(jù)氧化還原反應(yīng)生成物書(shū)寫(xiě)基本規(guī)律，Br元素在自然中-1價(jià)穩(wěn)定．由于此反應(yīng)有強(qiáng)酸HBr和H₂SO₄生成，易腐蝕設(shè)備，順利寫(xiě)出工業(yè)生產(chǎn)需要解決的問(wèn)題；
（5）工業(yè)制溴中提純溴的方法，主要是利用蒸餾方法，由于Br₂具有強(qiáng)氧化性，易把橡膠塞和橡膠管氧化腐蝕，所以不用橡膠塞和橡膠管；
（6）由于題干中給出信息Br₂的沸點(diǎn)是59℃，提純溴必須收集59℃時(shí)的餾分，所以控制溫度得到餾分是關(guān)鍵；C中液體為冷凝下來(lái)的純溴，則顏色為深棕紅色，除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl₂，加入NaBr溶液，和氯氣反應(yīng)生成氯化鈉和溴單質(zhì)，達(dá)到除去氯氣的目的，充分反應(yīng)后，用蒸餾的方法得到．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水資源的綜合利用，海水提溴工藝，燒堿工業(yè)流程，實(shí)驗(yàn)基本操作．