Question

13．工業(yè)上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如圖：

已知：3Br₂+3CO₃^2-→5Br^-+BrO₃^-+3CO₂．
（1）反應釜2中發(fā)生反應的離子方程式為5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．
（2）②中通入熱空氣的目的是使溴單質從溶液中會發(fā)出去；上述流程中，步驟②③④的目的是使海水中的溴元素富集．
（3）在實驗室中完成操作⑤時，常用的儀器除了酒精燈、錐形瓶、溫度計、接收器、接液管、石棉網及必要的夾持儀器，還需要的玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管．
（4）蒸餾后廢液為Na₂SO₄溶液，從該溶液中提取芒硝（Na₂SO₄•10H₂O）的實驗操作依次是加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過濾，洗滌并低溫干燥．
（5）檢驗Na₂CO₃溶液吸收Br₂后的溶液中是否含有CO₃^2-．請設計相關實驗方案．
可供選擇得試劑有：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水．取樣于試管，加入足量稀硫酸，將產生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明溶液中含有CO₃^2-．

Answer 1

分析 硫酸酸化的濃縮海水，通入氯氣氧化溴離子得到溴單質，通入熱的空氣吹出溴單質，用碳酸鈉溶液吸收溴單質3Br₂+3CO₃^2-→5Br^-+BrO₃^-+3CO₂，加入稀硫酸溴離子、溴酸根離子在酸性條件下反應生成溴單質，富集溴，通過蒸餾得到溴單質，
（1）反應釜2中溴離子、溴酸根離子在酸性條件下反應生成溴單質，據此寫出反應的離子方程式；
（2）通入熱空氣能將溴從蒸餾燒瓶A中吹出；步驟①中用氯氣將溴離子氧化成溴單質，步驟②將溴單質吹出，步驟③中用碳酸鈉溶液吸收溴單質，步驟④加入稀硫酸使溴離子和溴酸根離子發(fā)生氧化還原反應生成溴單質，從而提高了溴離子的濃度；
（3）結合蒸餾裝置分析選擇儀器；
（4）溶液中得到硫酸鈉晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥等；
（5）根據是否生成二氧化碳判斷溶液中是否含有碳酸根離子．

解答 （1）反應釜2中Br^-、BrO₃^-反應生成溴單質，反應的離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O，
故答案為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O；
（2）通入熱空氣能將溴從蒸餾燒瓶A中吹出，使A中Br₂進入B瓶中；海水中溴離子濃度較小，通過步驟①中氯氣和與溴化鈉反應生成溴：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；步驟②將溴單質吹出，步驟③中用碳酸鈉溶液吸收溴單質：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂，④是利用加入稀硫酸，溴離子和溴酸根離子發(fā)生歸中反應生成溴單質，從而提高了溴離子的濃度，使海水中的溴元素富集，
故答案為：使溴單質從溶液中會發(fā)出去； 使海水中的溴元素富集
（3）在實驗室中完成操作⑤時，常用的儀器除了酒精燈、錐形瓶、溫度計、接收器、接液管、石棉網及必要的夾持儀器，還需要的玻璃儀器有：蒸餾燒瓶、冷凝管，
故答案為：蒸餾燒瓶； 冷凝管；
（4）蒸餾后廢液為Na₂SO₄溶液，從該溶液中提取芒硝（Na₂SO₄•10H₂O）的實驗操作依次是：加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過濾，洗滌并低溫干燥，
故答案為：加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過濾，洗滌并低溫干燥；
（5）檢驗燒瓶B的溶液中是否含有CO₃^2-的方法為：取燒瓶B中的溶液適量，加入試管中，再加入過量的稀硫酸酸化將酸化后產生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明燒瓶B的溶液中含有CO₃^2-，否則不含碳酸根離子，
故答案為：取樣于試管，加入足量稀硫酸，將產生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明溶液中含有CO₃^2-；

點評 本題考查了海水資源的綜合應用，題目難度中等，根據流程明確實驗原理為解答關鍵，注意掌握化學實驗基本操作及應用方法，如：常見離子檢驗、物質分離與提純方法，試題側重考查學生的分析能力及化學實驗能力．