Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了模擬工業(yè)流程從濃縮的海水中提取液溴，查閱資料知：Br2的沸點(diǎn)為59℃，微溶于水，有毒性。設(shè)計(jì)了如下操作步驟及主要實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置略去)：

①連接A與B，關(guān)閉活塞b、d，打開(kāi)活塞a、c，向A中緩慢通入至反應(yīng)結(jié)束；

②關(guān)閉a、c，打開(kāi)b、d，向A中鼓入足量熱空氣；

③進(jìn)行步驟②的同時(shí)，向B中通入足量SO2 ；

④關(guān)閉b，打開(kāi)a，再通過(guò)A向B中緩慢通入足量Cl2 ;

⑤將B中所得液體進(jìn)行蒸餾，收集液溴。

請(qǐng)回答：

(1)實(shí)驗(yàn)室中采用固液加熱制備氯氣的化學(xué)方程式為______________________；

(2)步驟②中鼓入熱空氣的作用為_________________________；

(3)步驟③B中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

(4)此實(shí)驗(yàn)中尾氣可用______________(填選項(xiàng)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，用下圖所示裝置進(jìn)行蒸餾，收集液溴，將裝置圖中缺少的必要儀器補(bǔ)畫出來(lái)。

(6)若直接連接A與C，進(jìn)行步驟①和②，充分反應(yīng)后，向錐形瓶中滴加稀硫酸，再經(jīng)步驟⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反應(yīng)生成了NaBrO3等，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

(7)與B裝置相比，采用C裝置的優(yōu)點(diǎn)為_____________________。

Answer 1

【答案】

(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)使A中生成的Br2隨空氣流進(jìn)入B中

(3)Br2＋SO2＋2H2O＝4H+＋2Br-＋SO42-；(4)c

(5)①③必畫，②不做要求(③水溶液液面與燒杯內(nèi)液體相對(duì)高度可不作要求)

(6)3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

(7)操作簡(jiǎn)單、污染小

【解析】

試題分析：(1)實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的反應(yīng)為二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)溴易揮發(fā)，升高溫度促進(jìn)其揮發(fā)，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(jìn)入B中；

(3)二氧化硫具有還原性，把單質(zhì)溴還原為溴離子，反應(yīng)的方程式為Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；故答案為：Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；

(4)氯氣不可能完全反應(yīng)，氯氣和溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)，未反應(yīng)的二氧化硫、氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質(zhì)都能和堿反應(yīng)，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(jì)、牛角管和錐形瓶等；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，步驟⑤中，用圖2所示裝置進(jìn)行蒸餾，收集液溴，裝置圖中缺少的必要儀是溫度計(jì)和水浴，裝置如圖：故答案為：；

(6)根據(jù)題給信息，溴和碳酸鈉反應(yīng)生成了溴化鈉和溴酸鈉，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式為：Br2+Na2CO3→NaBr+NaBrO3，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等配平為：3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3，根據(jù)原子守恒，還有產(chǎn)物二氧化碳3mol，故反應(yīng)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(jiǎn)單，污染小。